电源装置及具备该电源装置的车辆的制作方法

专利名称：电源装置及具备该电源装置的车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及层叠有多个电池的电池组件及具备该电池组件的车辆，主要涉及构成 驱动混合动力机动车、燃料机动车、电动机动车的电动机的电源中使用的电源装置的电池 的温度均勻化。
背景技术：
车辆用的电源装置形成层叠有多个电池的结构，来反复进行大电流的充放电，由 于车辆的行驶，电池发热而温度上升。若将该电池保持发热的状态放置，则电池劣化而性能 下降，因此需要冷却电池。作为该电池冷却方法之一，开发有在电源装置内设置冷却结构， 向冷却结构输送冷却风而冷却电池的方法，但难以将各电池均勻地冷却。这是因为位于冷 却风的流入口附近的电池被冷且流量多的冷却风冷却，容易形成过冷却，而另一方面，距离 该处最远的位置的电池被比流入口附近流量少的冷却风冷却，因此出现电池难以被冷却的 现象，从而在各电池间产生温度差。因此，电池的个数越增加，电池的冷却变得更加困难，温 度差扩大。另外，为了提高冷却能力，在冷却机构中使用热容量越大的制冷剂气体或制冷剂 流体，该温度差越扩大。冷却的不均加剧冷却不充分的电池的劣化，因此特定的电池的寿命变短。并且， 由于这样的不均根据使用度而进一步变大，因此电源装置的能够充放电的容量减少，并且 成为容易过放电或过充电的状态而进一步加剧劣化，成为电源装置整体寿命缩短的原因。 因此，在车辆用的电源装置中，特定的电池的劣化是电源装置整体的问题，使整体的性能下 降。若特定的电池变为无法使用的状态，则由多个电池串联连接的电源装置变得无法使用。 由上述的理由可知，对于车辆用的电源装置来说，使电池的温度低于设定温度很重要，但更 加重要的是如何进行各电池的温度控制，将层叠的多个电池均勻地冷却，从而能够使各电 池间的温度差最小化。以往，作为将电池均勻地冷却的方法，研究出具有配置在吸气腔上游的设备箱，且 在设备箱的壁面中面对吸气腔的面上实施了各种加工的电池冷却结构。作为该电池冷却结 构，例如开发有专利文献1中记载的电池冷却结构。具体来说，首先，有下述电池冷却结构在设备箱的壁面中面对吸气腔的面上设置 具有突出部的构件或凹部，使冷却风的流动向远离电池组的方向变化，使流入位于上游的 冷却风通路中的冷却风减少，使流入位于下游的冷却风通路中的冷却风增大，由此使在蓄 电池组件内流动的冷却风的流量均勻化，降低温度差。接下来，还有下述电池冷却结构将在设备箱的壁面使冷却风流动方向变化的变 更构件变更为由能够可变的电动机驱动的构件，根据冷却要求调节冷却风的流量，降低温度差。另外，若电池的温度变高，则增大鼓风风扇的供给功率而增加冷却气体的风量。在上述的变更冷却风的流动方向、流量的冷却结构中，由于冷却风通路的路径未 被限定，因此既可以设置使冷却风呈横流式流动的冷却风通路，也可以设置使冷却风呈纵流式流动的冷却风通路。专利文献1 日本特开2007-250515号公报在专利文献1中记载的电源装置中，在位于吸气腔的上游的设备箱上设置变更构 件，变更冷却风的流动，使流量均勻化，由此降低温度不均，但是该变更构件由于需要加工、 安装的工序因而生产性差，并且由于需要材料费、加工费、组装费，因此存在制造成本提高 的问题。另外，在该电池冷却结构中，由于仅在配置变更构件的上游使冷却风的流动方向变 化，因此存在随着朝向吸气腔的下游，冷却风的流动的变化变小，使蓄电池组件内的流量均 勻化的效果减弱的缺点。因此，该电池冷却结构不适合连接有多个电池的结构。若为了解 决上述问题而配置多个变更构件，则存在由各变更构件引起的压力损失变大，并且变更构 件的配置、形状等的最适合设计变得极难的问题。另外，有将在设备箱的壁面使冷却风的流动方向变化的变更构件变更为由能够可 变的电动机驱动的构件，根据冷却要求来调整制冷剂风的流量从而降低温度差的电池冷却 结构，但该电池冷却结构除上述的问题、缺点以外，还存在由于电动机的故障等导致无法调 节冷却风的流动方向、流量的危险性。若电动机无法正常工作，而变更构件成为原封不动地 收纳在设备箱内的状态，则位于吸气腔的上游的电池变成过冷却状态，输出降低，因此产生 对蓄电池组件整体带来不良影响的问题。此外，在冷却机构中，由于与电池的冷却要求对应来使风量变化，因此存在由变更 构件引起的涡流区域的位置、状态产生变化的缺点。

发明内容
本发明的目的在于提供一种电源装置，其结构简单且能够在任意结构的电源装置 中使用，并且能够减小电源装置内的温度不均Δ Τ,延长寿命，充分发挥性能。为了解决上述问题，本发明的第一方面的电源装置具备层叠多个电池而形成的电 池组件和冷却电池的冷却机构，其中，在电池组件表面的一部分上配设对从电池放出的热 量进行隔热的隔热构件。根据本发明的第二方面，隔热构件配设成与电池接触。根据本发明的第三方面，收纳电池组件的收纳箱具有供通过冷却机构的动作而产 生的制冷剂出入的流入口和排出口，在位于流入口附近的电池上配设隔热构件。根据本发明的第四方面，设置配置在电池之间的隔板和配置在电池组件两端的端 板，隔板及端板具有供从流入口流入的制冷剂通过的冷却通路，隔热构件堵塞冷却通路的 一部分。根据本发明的第五方面，以跨多个电池的方式配设隔热构件，随着远离流入口，电 池与隔热构件的接触面积变小或一致。根据本发明的第六方面，设置用于将端板和电池组件夹着而固定的连结件，隔热 构件固定在端板或连结件上。根据本发明的第七方面，设置用于将端板和电池组件夹着而固定的连结件，隔热 构件固定在端板及连结件上。根据本发明的第八方面，隔热构件与端板或连结件的固定通过嵌合结构进行固定。
根据本发明的第九方面，隔热构件与端板及连结件的固定通过嵌合结构进行固定。根据本发明的第十方面，成为具备本发明的第一至第九方面的电源装置的车辆。发明效果根据发明的第一方面，由于在电池组件表面的一部分上配设隔热构件，例如，在通 过冷却机构使电池温度变得相对较低的电池附近配置隔热构件，从而隔断电池发出的热量 向电池组件外放出，能够提高电池温度。即，由于电池发出的热量使得电池自身成为保温状 态，因此能够降低电源装置内的电池温度的不均。另外，由于将电池发出的热量有效活用于 电池的保温，因此能够减少用于将电池保温的成本。此外，由于隔热构件的尺寸、配置部位、 冷却机构的种类没有限定，因此在何种结构的电源装置中都能够简单地配设。根据发明的第二方面，通过将隔热构件配设成与电池接触，从而消除电池与隔热 构件之间的间隙，能够使热量的放出最小化，因此可以期待更进一步的上述效果。另外，通 过配置隔热构件，能够抑制冷却机构对电池过冷的部位起作用，因此能够防止电池过冷。根据发明的第三方面，通过在位于制冷剂的流入口附近的电池上配设隔热构件， 能够使通常与流出口附近相比温度相对较低的流入口附近的电池的温度提高。隔热构件能 够防止电池发出的热量向电池组件外放出，减小电源装置内的电池温度的不均。另外，由于 在流入口附近多个电池的温度成为相对较低的状态，因此具有能够将隔热构件集中设置在 流入口附近的优点。根据发明的第四方面，通过隔热构件堵塞隔板和端板的冷却通路的一部分，能够 根据电池的温度变得相对较低的各电池的隔热要求进行隔热。能够使电池的温度不均最小 而使电池的温度均勻化。另外，通过由隔热构件堵塞冷却通路，能够防止制冷剂流入冷却通 路，能够避免电池的温度降低。此外，通过由隔热构件堵塞冷却通路，无需加工形状不同的 隔板、端板，能够实现部件的通用化，降低成本且大幅降低工序数。根据发明的第五方面，通过以跨多个电池的方式配设隔热构件，随着远离流入口， 使电池与隔热构件的接触面积变小或一致，从而能够变更隔热、冷却的程度。若接触面积 大，则能够更多地堵塞端板、隔板的冷却通路，因此能够进一步提高位于流入口附近的电池 的隔热效果。另一方面，若接触面积小，则仅较少地堵塞位于远离流入口的位置的电池的端 板、隔板的冷却通路，因此隔热效果降低，能够进一步降低电池温度的不均。另外，通过以跨 多个电池的方式配设隔热构件，从而具有能够将降低电池温度不均所必要的隔热构件以同 样规格的结构体制造且安装作业也能够简单化的优点。根据发明的第六方面，由于隔热构件固定在端板或连结件上，因此不需要追加用 于固定隔热构件的新的构件。另外，由于连结件面对层叠的多个电池，因此能够不限定隔热 构件的配置部位和形状地进行配置。根据发明的第七方面，通过使隔热构件固定在端板及连结件上，因此能够期待与 发明的第六方面同样的效果。另外，隔热构件的固定部位增加，能够更加牢固而稳定地固定 隔热构件。根据发明的第八方面，隔热构件与端板或连结件的固定通过嵌合结构进行固定， 由此能够将隔热构件简单地安装到电池组件上，与螺纹紧固结构等固定方法相比能够实现 构件成本和工序数的降低。另外，在嵌合结构中，能够将固定部分形成为平坦的形状，因此能够降低冷却风等流入时的压力损失。根据发明的第九方面，隔热构件与端板及连结件的固定通过嵌合结构进行固定， 由此能够期待与发明的第八方面同样的效果。另外，通过多处设置嵌合结构的部位，能够更 加牢固而稳定地固定隔热构件。根据发明的第十方面，通过成为具备本发明的第一至第九方面的车辆，从而结构 简单，且能够减小电池组件内的电池温度的不均ΔΤ，能够提供寿命变长的电池组件。另外， 具备本发明的第一至第九方面的车辆能够灵活地应对设计变更，因此能够适当地使用于在 较短的跨度内进行机型变更的车辆中。


图1是将本发明的电源装置搭载于HV上的图。图2是将本发明的电源装置搭载于EV上的图。图3是收纳本发明的电源装置的蓄电池的收纳箱外观立体图。图4是收纳在收纳箱中的蓄电池的内部结构俯视图。图5是在一个电池组件上固定有隔热构件的外观立体图。图6是将一个的端板放大的外观立体图。图7是图6中的B部的放大图。图8是将固定在电池组件上的隔热构件放大的外观立体图。图9是图5中的A部的放大图。符号说明1电源装置2蓄电池3电池组件3a第一的电池组件3b第二的电池组件3c第三的电池组件3d第四的电池组件4收纳箱5上壳体6下壳体7一方的侧面壳体8另一方的侧面壳体10流入口11排出口12流入通路13排出通路20方型电池21侧面22上表面
23正电极端子24负电极端子25气体排出阀26螺母27母线(AZ八一)30电池块30a第一电池块30b第二电池块30c第三电池块30d第四电池块40隔板41对置面42冷却风通路44上表面45底面50端板51非接触面52凹部53螺纹孔54接触面55冷却风通路56侧面57接受部60连结件61折弯部62螺栓63连结部70隔热构件72背面73表面74插入部75爪部76切口部76a第一切口部76b第二切口部77支柱78固定部80发动机
82 发电机83 DC/AC 变换器
具体实施例方式以下，基于图1至图9，对本发明的实施方式进行详细说明。本发明的电源装置搭载于通过发动机和电动机这两方行驶的混合动力汽车、插入 式混合动力汽车或仅通过电动机行驶的电动机动车等，作为电源使用。根据图1至图2，对 将该电源装置搭载于机动车上的例子进行详细说明。首先，在图1中示出将电源装置1搭载于通过发动机80和电动机81这两方行驶 的混合动力汽车(车辆HV)上的例子。该图所示的搭载有电源装置1的车辆HV具备使车 辆HV行驶的发动机80及行驶用的电动机81 ；具备对电动机81供电的蓄电池2的电源装 置1 ；对电源装置1的电池20进行充电的发电机82。电源装置1经由DC/AC变换器83与 电动机81和发电机82连接。车辆HV在将电源装置1的蓄电池2充放电的同时通过电动 机81和发动机80这两方行驶。电动机81在发动机效率低的区域，例如加速时、低速行驶 时被驱动而使车辆行驶。由电源装置1供电而驱动电动机81。发电机82由发动机80驱 动，或由对车辆进行制动时的再生制动驱动，对电源装置1的电池10进行充电。接下来，在图2中示出将电源装置1搭载于仅通过电动机81行驶的电动机动车 (车辆EV)中的例子。该图所示的搭载有电源装置1的车辆EV具备使车辆EV行驶的行 驶用的电动机81 ；对该电动机81供电的电源装置1 ；对该电源装置1的电池3充电的发电 机82。由电源装置1供电而驱动电动机81。发电机82由对车辆EV进行再生制动时的能 量驱动，对电源装置1的电池20进行充电。以下，基于图3至图9来详细说明搭载于以上的车辆中的本发明的电源装置1的 实施方式。图3所示的外观立体图涉及搭载于车辆等上的电源装置1，是收纳有由后述的电 池组件3(3a、3b、3c、3d)构成的蓄电池2的收纳箱4。该收纳箱4是由二字状的上壳体5、 二字状的下壳体6、两侧的四边形的侧面壳体7、8构成的框体结构，所述的收纳箱4由铝等 金属材料形成。在收纳箱4的下壳体6中收纳有电池组件3，上壳体5覆盖该下壳体6，保 护收纳箱4内的电池组件3免受来自外部的冲击和压力。另外，如图3所示，在收纳箱4的一方的侧面壳体7的中央设置有一个与后述的电 池组件3(3a、3c)连通的流入口 10，通过冷却机构(未图示)的动作产生的冷却风(制冷 剂)从该流入口 10流入收纳箱3内。并且，在一方的侧面壳体7的两端，以在中间夹着该流入口 10的方式分别设置有 与后述的电池组件3(3a、3c)连通的排出口 11，使冷却风从该排出口 11向收纳箱4外排出。另一方面，另一方的侧面壳体8上，在与一方的侧面壳体7同样的位置设置流入口 10和排出口 11。并且，在收纳箱4的下壳体6上，在与侧面壳体7、8的流入口 10和排出口 11连通的位置设置有与侧面壳体7、8同样的流入口 10和排出口 11。从流入口 10流入到收纳箱4内的冷却风在发热的电池20周围循环而将电池冷却 后，从排出口 11向收纳箱4外排出。在该电源装置1中，一个流入口 10的开口面积与将两 个排出口 11的开口面积相加所得的开口面积相等，向流入口 10和排出口 11输送的冷却风的流量也相等。在第一实施方式中，作为将电池10冷却的冷却机构，使用强制鼓风冷却机 构(鼓风机等)的空冷式，将冷却风从流入口 10朝向排出口 11强制输送。但是，冷却机构不局限于实施方式的空冷式，也可以使用例如强制吸风冷却机构、 水冷式、制冷剂式等任意的冷却机构。另外，本发明的电源装置不局限于实施方式中具备的 流入口、排出口等的冷却结构，能够对应具备任意冷却结构的电源装置。接下来，在图4中示出取下收纳箱4的上壳体5，从上方观察收纳箱4时的下壳体 6的内部结构俯视图。在收纳箱4内，如图4所示，分成四个电池组件3(3a、3b、3c、3d)的块而两行两列 平行地排列，在该收纳箱4内层叠的合计72个方型电池20全部串联连接。如此，电源装置 1成为能够提供高输出电压的高输出蓄电池2，成为进行向车辆的电力供给的电源。在此需 要说明的是，电池组件中可以将多个方型电池并联连接，或通过串联和并联连接，也可以由 一个电池构成。另外，收纳箱内的电池组件的数可以为一个，也可以为多个。多个方型电池20串联地连接而成的电源装置1由于以大电流反复进行充放电，因 此方型电池20发热而温度上升。若将该方型电池20保持发热状态放置，则方型电池20劣 化加剧而性能下降，因此需要将方型电池20冷却。因此，图4所示的电源装置1具备用于 冷却方型电池20的冷却结构。以下，对本实施例的冷却结构进行说明。首先，在收纳箱4内层叠的多个方型电池20彼此的隙间、电池20与端板50间的 隙间设置各冷却风通路42、55，通过使冷却风通过该冷却风通路42、55，能够将发热的方型 电池20冷却。接下来，在收纳箱4内设置三个冷却风流动的通路，首先一个通路为电池冷 却前的冷却风流动的流入通路12，该流入通路12与流入口 10连通并且面对层叠的多个方 型电池20的侧面21，设置在电池组件3 (3a与3c) (3b与3d)间夹着的位置。剩下的两个通路为电池冷却后的冷却风流动的排出通路13，该排出通路13与排 出口 11连通并且面对层叠的多个方型电池20的一侧面21，设置在电池组件3与下壳体6 之间的位置。并且，排出通路13与流入通路12设置成分别平行，排出通路13位于从流入 通路12隔着电池组件3的位置，与各冷却风通路42、55连通。即，在收纳箱4内流动的冷却风从流入口 10进入，通过流入通路12的同时向各冷 却风通路42、55流入，将面对冷却风通路42、55的方型电池20高效地冷却后，从各冷却风 通路42、55排出的冷却风通过排出通路13，从排出口 11向收纳箱4外排出。该收纳箱4内 的冷却风流动的路径在图4中由箭头表示。在此需要说明的是，虽未图示，但冷却风通路、 流入通路、排出通路、流入口、排出口的配置部位和配置数可以变更为与利用的电源装置的 结构相适应的配置部位、配置数和形状等。图5示出涉及该收纳箱4中的一个电池组件3a的外观立体图。图5的电池组件 3a构成为使方型电池20的朝向方向一致而将18个的方型电池20串联地连接的结构。该 电池组件3a具备具有正负电极端子23、24的方型电池20 ；多个方型电池20隔着隔板40 层叠而成的电池块30 (30a)；在该电池块30(30a)的两端分别配置的端板50 ；与该一对的 端板50连结，限制电池块30 (30a)的连结件60 ；固定在一个端板50和两根连结件60上的 隔热构件70。在该电池组件3a中使用的电池为扁平状的方形电池20，将各面的端部倒角。由于 方型电池与圆筒的电池相比能够提高每单位体积的能量密度，因此在需要省空间小型化的车辆中优选方型电池。另外，为了便于多个方型电池层叠，方型电池20形成为侧面21宽度 薄的方型的外形。此外，该方型电池20为锂离子二次电池，相对于重量和容积的容量大，适 合作为驱动使车辆行驶的电动机81的电源。但是，方型电池也可以使用镍氢电池、镍镉电 池、燃料电池等。方型电池20在从上表面22的两端稍靠内侧处具有电极端面，在该电极端面上安 装有正负电极端子23、24，所述电极端子23J4为螺栓的形状，且设置有用于拧入螺母沈的 螺栓槽。此外，在方型电池20的上表面22的中央设置有气体排出阀25，在负电极端子M 与气体排出阀25的中间设置有电解液的注入口(未图示)。多个方型电池20的外装壳为金属制，隔着隔板40绝缘层叠，形成电池块30a。在 电池块30a中，层叠的方型电池20的正负电极端子23J4在方型电池20的上表面22设置 在成点对称的位置上而层叠。层叠的方型电池20左右翻转，即表背相反，相邻的正负电极 端子23J4通过母线27彼此连接，从而将多个方型电池20串联地电连接。母线27以跨相 邻的正负电极端子23J4的方式与它们接触而安装，将螺母沈拧入电极端子的螺栓槽而固 定。相邻的正负电极端子23、对通过母线27而通电。隔板40由塑料等绝缘材料构成，使相邻的方型电池20彼此绝缘。与方型电池20 对置的对置面41形成与对置的方型电池20的面大致相等的尺寸的外形，但侧面宽度比方 型电池20的侧面21宽度薄。隔板40作为在方型电池20间形成冷却风通路42的间隔件 而发挥功能。因此，在隔板40上设置有三条对对置面41进行凹凸加工而成的冷却风通路 42作为冷却结构。但是，冷却风通路42不局限于三条，形成得多或少均可。冷却风通过该 冷却风通路42而高效地将发热的方型电池20冷却。通过该冷却，能够抑制层叠的方型电 池的劣化，使性能稳定。另外，隔板40形成设置有与对置面41垂直的姿态的上表面44和底面45的外形， 起到防止相邻的电池20的位置错动的定位的作用。但是，也可以将电池的外装壳变更为绝 缘材料，不隔着隔板地层叠而形成电池组件。层叠后的电池块30a的限制通过如下方式进行将连结件60从两侧面连结到在电 池块30a的两端分别设置的端板50上，并通过螺栓62将方型电池20的层叠方向牢固地紧固。端板50可以由铝等金属材料构成，形成与方型电池20大致相同尺寸的外形。但 是，端板也可以变更为树脂材料等。在端板50中，在与电池20不相邻的非接触面51上，在 非接触面51的四角具有连结连结件60的凹部52，在该凹部52的中心设置有螺纹孔53。通 过在非接触面51上设置凹部52，防止在非接触面51上形成突出，即使连结了连结件60也 能够将端板50的非接触面51保持为平坦的结构。此外，端板50与隔板40同样，作为在方型电池20间形成冷却风通路55的间隔件 发挥功能。作为冷却结构，设有三条对与方型电池20相邻的接触面沈进行凹凸加工而形 成的冷却风通路27，冷却风通过冷却风通路27而高效地将方型电池20冷却。此外，冷却通 路阳形成得多或少均可。通过该冷却，能够抑制层叠的方型电池20的劣化，使性能稳定。连结件60由细长的板状的金属材料构成，在两端形成有折弯加工成直角的折弯 部61。另外，在折弯部61的中央设有螺纹孔。连结件60以分别平行地位于与端板50连接 的电池块30a中层叠的方型电池20的两侧面21的上下的方式配置，连结件60通过在将连结件60的折弯部61与端板50的凹部52连结的连结部63的螺纹孔53中拧入螺栓62而 螺接的方法进行限制。由于在非接触面51上的连结连结件60的部位设有凹部52，因此能 够防止连结件60上下错动。但是，限制电池块的连结件可以变更配置部位、连结件的个数 和材质，也可以将连结方法变更为螺接以外的方法。如图4所示，由冷却机构的动作产生的冷却风从流入口 10进入，通过流入通路12 而向各冷却风通路42、55流入，但流入的冷却风的流量距离流入口 10越近越多，距离流入 口 10越远越少。因此，在本实施例的结构中，在流入口 10附近配置的方型电池20容易被 冷却而成为过冷却状态，距离流入口 10远的部位配置的方型电池20难以被冷却而成为加 热状态，因此，在收纳箱4内的方型电池20中产生温度不均ΔΤ。ΔΤ为从收纳箱4内的方 型电池20的温度最高的方型电池20减去温度最低的型电池20所得的方形电池20的温度 差。如此，当在电池组件内的电池的冷却中产生不均时，多个电池的性能也产生不均，这种 不均随着使用进一步变大，使电源装置的能够充放电的容量减少，并且成为容易过放电、过 充电的状态，使电池的劣化进一步加剧，成为电源装置整体的寿命缩短的原因。温度不均ΔΤ大表示某特定的电池明显劣化。由此可知，在车辆用的电源装置中， 特定的电池的劣化是电源装置整体的问题，使整体的性能下降。若特定的电池变为无法使 用的状态，则由多个电池串联地连接形成的电源装置变得无法使用。由上述的理由可知，对 于车辆用的电源装置来说，使电池的温度低于设定温度很重要，但更加重要的是如何进行 各电池的温度控制，将层叠的多个电池均勻地冷却，从而能够使各电池间的温度差ΔΤ最 小化。因此，在本发明的实施例中，如图5所示，为了使成为过冷却状态的流入口 10附近 的方型电池20的温度上升，在电池组件3(3a、3b、3c、3d)表面的一部分上固定隔热构件70。 以下，基于图6至图9详细地说明将隔热构件70固定到电池组件3(3a、3c)上的例子。首先，图6中示出固定隔热构件70的端板50的放大外观立体图，图7中示出将隔 热构件70固定到端板50上的固定部78(图6的B)的放大图。在端板50的两侧面56上 各设置有两个用于固定隔热构件70的接受部57，该接受部57位于比凹部52稍靠内侧的 位置。接受部57的形状为凹形形状，构成随着从端板侧面56朝向凹形的深处逐渐展开的 嵌合结构，设置于接受部57的凹形跨端板50的非接触面51。因此，在从相对于非接触面 51垂直的方向观察端板50的接受部57时，接受部57呈将三角形的顶点切掉的外形(未图 示)。通过将接受部57形成为嵌合结构的形状，能够牢固地将隔热构件70固定到端板50 上，受到冲击等时隔热构件70也能够难以错动。本实施例的端板50呈左右对称的形状，可 以实现构件的通用化。但是，隔热构件的固定也可以通过嵌合结构以外的方法固定，嵌合结 构的设置部位、个数和形状等没有特别的限定。接下来，图8中示出固定在端板50上的隔热构件70的放大外观立体图。图8的 隔热构件70为呈板状的形状的长方形，厚度形成得薄。该隔热构件70为ABS树脂等树脂 材料，隔热效果比金属等高，并且，不会与其他的构件短路而能够安全使用。另外，树脂材料 的隔热构件70能够容易加工。但是，也可以根据使用的蓄电池的结构等变更隔热构件的材质。另外，在将隔热构件70固定到电池组件3上时，使朝向电池块30侧的面作为背面 72，使与背面72相反的面作为表面73。在隔热构件70的背面73中分别设置有插入端板50的接受部57的插入部74。该插入部74在与设置在端板50上的接受部57嵌合的位置 突出成与接受部57的凹形嵌合的形状。该插入部74通过对隔热构件70的一部分加工而 制造成，因此隔热构件70与插入部74形成为一体化的外形。此外，隔热构件70形成有两个用于向两根连结件60卡挂而固定的L字状的爪部 75,防止隔热构件70因冲击等而晃动、错动等。该爪部75分别设置在隔热构件70的后端， 位于插入部74的相反侧。爪部75与插入部74同样通过对隔热构件70的一部分加工而制 造成，因此形成与隔热构件70 —体化的外形。另外，隔热构件70中设置有将隔热构件70的一部分切去而成的切口部76。该切 口部76的形状由与隔热构件70接触的方型电池20的冷却状态决定。在方型电池20的冷 却程度大的部位，使切口部76形成得小而增大接触面积，在方型电池20的冷却程度小的部 位，使切口部76形成得大而减小接触面积。通过设置切口部，能够根据电池的温度变得相 对低的各电池的隔热要求来进行隔热，能够使电池的温度不均最小而使温度均勻化。另外， 在隔热构件中未设置切口部的部位，能够堵塞冷却通路而避免冷却风流入，因此无需加工 形状不同的隔板或端板，能够实现构件的通用化，降低成本且大幅降低工序数。此外，通过 调整切口部的尺寸，能够变更隔热、冷却的程度。并且，为了防止因设置切口部76而产生的隔热构件70的强度的下降，在隔热构件 70上设置连接切口部79的支柱77。通过该支柱77，在支柱77两侧形成第一切口部76a和 第二切口部76b。支柱77形成为横向宽度比电池侧面21宽度小的细长的板状的外形，如图 9所示，支柱77与自端板50算起第六个方型电池20的侧面21接触。第一切口部76a呈等腰三角形的形状，该等腰三角形以端板50和与端板50相邻 的电池20的交界线为顶点、以从该顶点到第五个电池20的侧面21的中间点的距离为高。 等腰三角形的顶点呈圆曲线。此外，第一切口部76a设计为将等腰三角形的底面平行移动 到支柱77。第二切口部76b以将隔热构件70的端部形成为圆弧状的方式切口。由于本实 施例的隔热构件70形成具有对称性的外形，因此从流入口 10流入的冷却风不会因隔热构 件70形成紊流或涡流，能够顺利地流入。以下基于图9，说明隔热构件70的安装方法。图9是将隔热构件70固定在电池组件3 (3a、3c)上的部分(图5的A)的放大图。 对于隔热构件70向电池组件3的安装，首先，将隔热构件70的插入部74从端板50的非接 触面21侧向端板50的接受部57嵌合而压入，并且，将设置在隔热构件70上的两个爪部75 分别卡挂而固定到两根连结件60上。此时，隔热构件70的一部分被夹持在上下的连结件 60与电池侧面21之间。由此，即使受到强烈的上下左右的振动、冲击，插入部74、爪部75 也不会脱落，能够牢固地固定隔热构件70。另外，通过将隔热构件70固定到端板50及连结 件60上，能够在不追加新的构件的情况下进行安装。另外，通过将固定方法采用嵌合结构， 能够简单地进行安装，能够降低构件成本和工序数。隔热构件70与在电池侧面21上下平行地横向架设的两根连结件60大致邻接地 配置。另外，隔热构件70的背面72以沿着端板50与电池20层叠的方向的形式配设，隔热 构件70的背面72与端板侧面56和电池侧面21接触。因此，隔热构件70比连结件60更 接近方型电池20。通过使隔热构件70与电池侧面21接触而没有间隙地配置，隔热构件70 隔断从方型电池20发出的热量向电池组件3 (3a、3c)外放出，热量留存在隔板40、端板50的冷却风通路42、55中而将方型电池20保温，因此能够提高电池温度。由此，能够降低电 源装置内的电池温度的不均。另外，由于将电池发出的热量有效利用于电池的保温，因此无 需花费用于将电池保温的成本。此外，由于能够隔断冷却风的流入而减少向冷却风通路42、 55流入的冷却风的流入量，因此能够防止流入口 10附近的电池20成为过冷却状态。但是， 隔热构件也可以不与电池接触地固定。隔热构件70的相对于方型电池20的层叠方向的长度为电池组件3的约1/3(端 板50的侧面56宽度与六个半方型电池的侧面21宽度合计的长度)。在将隔热构件70安 装在电池组件3上的状态下，隔热构件70位于比连结件60靠内侧的位置，因此即使安装有 隔热构件70，流入通路12的宽度也不会变窄，防止流入通路12中的压力损失。在本实施例的电源装置1中，方型电池20成为过冷却的是位于流入口 10附近的 方型电池20，而随着远离流入口 10，方型电池20的温度上升。因此，将隔热构件70配置在 流入口 10附近，并设置有随着远离流入口 10而逐渐变大的切口部76。该切口部76调整隔 热构件70与电池20的接触面积，降低位于流入口 10附近的方型电池20与远离流入口 10 的方型电池20的温度不均。具体来说，与端板50相邻的方型电池20由于被流量多的冷的冷却风冷却且被冷 的铝端板50夺取热量而明显地成为过冷却状态，对于与端板50相邻的方型电池20来说， 设置小的切口部76而形成为提高隔热效果的状态。并且，由于随着远离流入口 10附近的 端板50而温度上升，因此与此对应地逐渐增大切口部76的开口面积。由此，随着远离端板 50，方型电池20的温度差变小，在本实施例中，从自端板50算起第五个左右的电池开始几 乎不存在温度差。由此，隔热构件70的切口部76的面积、即隔热构件70与方型电池20的 接触面积从自端板50算起第五个电池20开始到第七个电池20之间基本没有变化。另外，端板50为铝制而容易变冷，因此在与端板50接触的隔热构件70处不设切 口部76，以免端板50与从流入口 10流入的冷却风接触。这是为了防止冷却风冷却端板50 而使与端板50相邻的电池20的温度下降的缘故。在本实施例中，隔热构件70仅配置在电池侧面21的一侧、即电池组件3的与流入 通路12面对的一侧(图4参照)。这是由于隔热构件70不仅起到将方型电池20发出的热 量进行隔热的作用，而且同时具有使从流入口 10流入的冷却风的流量减少的作用。需要说 明的是，配设隔热构件的部位、张数、形状、材质以及固定部位不局限于本实施例中的设置， 可以将任意种类的隔热构件用于任意结构的蓄电池中。另外，其固定方法和向哪个构件固 定也不局限于本实施例的设置。例如，也可以变更为将隔热构件配置在电池组件的两侧面， 将隔热构件固定在端板或连结件以外的方法，将隔热构件的固定方法变更为螺接等其他的 固定方法，隔热构件的形状的变更等没有特别的限定。在本发明的实施例中，基于表示电池组件3 (3a、3c)的结构的图即图5及图9进行 了说明。但关于在收纳箱内收纳的其他的电池组件3C3b、3d)来说，只要变更隔热构件的配 置部位即可。首先，使在图5及图9中固定在电池组件3(3a、3c)上的隔热构件70的表面 73与背面72颠倒，将隔热构件70的插入部73向在图5及图9中未固定隔热构件70的端 板50的接受部57压入。由于端板50和隔热构件70均具有对称性，因此能够简单地进行 变更。在本发明中，由于能够使固定隔热构件70之前的电池组件3(3a、3b、3c、3d)为完全 相同的结构，因此生产率高，适合批量生产。由以上可知，本发明的结构在需要进行设计变更时能够灵活地应对。工业实用性本发明能够作为混合动力机动车、电动机动车等车辆用电源装置而适当地利用。 并且，还能够作为车载用以外的电源装置而适当地利用。
权利要求
1.一种电源装置，其具备层叠多个电池而形成的电池组件和冷却所述电池的冷却机 构，所述电源装置的特征在于，在所述电池组件表面的一部分上配设对从所述电池放出的热量进行隔热的隔热构件。
2.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述隔热构件配设成与所述电池接触。
3.根据权利要求1或2所述的电源装置，其特征在于，收纳所述电池组件的收纳箱具有供通过所述冷却机构的动作而产生的制冷剂出入的 流入口和排出口，在位于所述流入口附近的所述电池上配设所述隔热构件。
4.根据权利要求3所述的电源装置，其特征在于，设置配置在所述电池之间的隔板和配置在所述电池组件两端的端板，所述隔板及所述 端板具有供从所述流入口流入的制冷剂通过的冷却通路，所述隔热构件堵塞所述冷却通路 的一部分。
5.根据权利要求3所述的电源装置，其特征在于，以跨多个所述电池的方式配设所述隔热构件，随着远离所述流入口，所述电池与所述 隔热构件的接触面积变小或一致。
6.根据权利要求4所述的电源装置，其特征在于，设置用于将所述端板和所述电池组件夹着而固定的连结件，所述隔热构件固定在所述 端板或所述连结件上。
7.根据权利要求4所述的电源装置，其特征在于，设置用于将所述端板和所述电池组件夹着而固定的连结件，所述隔热构件固定在所述 端板及所述连结件上。
8.根据权利要求6或7所述的电源装置，其特征在于，所述隔热构件与所述端板或所述连结件的固定通过嵌合结构进行固定。
9.根据权利要求6或7所述的电源装置，其特征在于，所述隔热构件与所述端板及所述连结件的固定通过嵌合结构进行固定。
10.一种车辆，其具备权利要求1至9所述的电源装置。
全文摘要
本发明提供一种电源装置及具备该电源装置的车辆，该电源装置结构简单且能够在任意结构的电源装置中使用，并且能够减小电源装置内的温度不均ΔT，延长寿命，充分发挥性能。本发明的电源装置具备层叠多个电池(20)而形成的电池组件(3)和冷却电池(20)的冷却机构，在该电源装置中，对从电池(20)放出的热量进行隔热的隔热构件(70)配设在电池组件表面的一部分上，从而减小电源装置内的电池的温度不均ΔT。
文档编号H01M2/10GK102054946SQ201010522560
公开日2011年5月11日 申请日期2010年10月26日 优先权日2009年10月29日
发明者中村真祐, 若林亮伸, 西藤正雄 申请人:三洋电机株式会社