專利名稱：蓄電裝置的溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種調(diào)節(jié)蓄電裝置的溫度的溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，在所述蓄電裝置中多個蓄電元件沿一個方向排布。
背景技術(shù)：
二次電池會由于其充電/放電等而變得發(fā)熱，并且其電池特性(換句話說，其輸入 /輸出特性)可能隨二次電池的溫度升高而劣化。為了克服該缺陷，某些二次電池被構(gòu)造成通過向二次電池供給冷卻空氣來抑制其溫度升高。用于該技術(shù)的一篇參考文獻(xiàn)例如為日本專利申請 No. 2007-188715 公報(JP-A-2007-188715)。為了冷卻由多個單電池(二次電池)構(gòu)成的電池模塊(電池組)，冷卻空氣被供給到各個所述單電池。在電池模塊的結(jié)構(gòu)中，多個單電池(即所謂的矩形單電池)沿一方向排布。在電池模塊的這種結(jié)構(gòu)中，散熱性根據(jù)在單電池排布方向上的位置而不同。具體地，散熱在電池模塊的在單電池排布方向上的中央部會比在電池模塊的在排布方向上的端部弱，從而電池模塊的中央部的溫度會變得比其端部的溫度高。在上述結(jié)構(gòu)中，即使冷卻空氣被大致均勻地供給到構(gòu)成電池模塊的單電池，在各單電池間溫度也可能不同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種能夠抑制多個蓄電元件間的溫度分布差異的溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的第一方面涉及一種溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，所述溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)用于調(diào)節(jié)蓄電裝置的溫度，在所述蓄電裝置中多個蓄電元件沿預(yù)定方向并置。所述溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)包括第一通路，所述第一通路設(shè)置在所述蓄電裝置中的第一區(qū)域內(nèi)，并使得用于調(diào)節(jié)溫度的氣體通過所述第一區(qū)域內(nèi)的沿所述預(yù)定方向并置的相鄰蓄電元件之間的空間；和第二通路，所述第二通路設(shè)置在所述蓄電裝置中與所述第一區(qū)域相鄰的第二區(qū)域內(nèi)，并使已通過所述第一區(qū)域的氣體沿與所述第一區(qū)域內(nèi)的流動方向不同的方向通過沿所述預(yù)定方向并置的相鄰蓄電元件之間的空間。在上述方面中，用于調(diào)節(jié)溫度的氣體可例如為空氣。此外，在上述方面中，通過所述第二區(qū)域的氣體的主流動方向可與通過所述第一區(qū)域的氣體的主方向相反。由于該構(gòu)型，氣體可在所述第一區(qū)域和第二區(qū)域內(nèi)平穩(wěn)地流動。在上述方面中，所述第一區(qū)域可具有比所述第二區(qū)域低的散熱性。此外，在上述方面中，所述第一區(qū)域可包含位于所述蓄電裝置在所述預(yù)定方向上的中央部的至少一個所述蓄電元件，并且所述第二區(qū)域包含位于所述蓄電裝置中的所述第一區(qū)域在所述預(yù)定方向上相對的相對兩側(cè)中的任一側(cè)的至少一個所述蓄電元件。在上述方面中，所述第一區(qū)域可在沿著所述蓄電裝置的上表面沿所述預(yù)定方向延伸的平面內(nèi)位于所述蓄電裝置的中央部，并且所述第二區(qū)域可在所述平面內(nèi)位于從所述第一區(qū)域朝向所述蓄電裝置的外緣側(cè)的位置。
在上述方面中，所述第一區(qū)域可位于熱源附近，并且在沿著所述蓄電裝置的上表面沿所述預(yù)定方向延伸的平面內(nèi)所述第二區(qū)域離所述熱源可比所述第一區(qū)域離所述熱源遠(yuǎn)。在上述方面中，所述溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)還可包括第三通路，所述第三通路設(shè)置在所述蓄電裝置中與所述第二區(qū)域相鄰的第三區(qū)域內(nèi)，并使已通過所述第二區(qū)域的氣體沿與所述第二區(qū)域內(nèi)氣體的流動方向不同的方向通過所述第三區(qū)域。在該構(gòu)型中，所述第三區(qū)域可具有比所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域高的散熱性，并且可包括所述蓄電裝置的外表面。如果所述蓄電裝置如在該構(gòu)型中那樣被劃分成更多數(shù)量的區(qū)域(第一至第三區(qū)域)，則抑制構(gòu)成蓄電裝置的蓄電元件間的溫度差異將變得更容易。此外，在上述構(gòu)型中，通過所述第三區(qū)域的氣體的流動方向可與通過所述第一區(qū)域的氣體的流動方向相同。根據(jù)上述構(gòu)型的溫度調(diào)節(jié)裝置還可包括設(shè)置于所述蓄電裝置的外周面并將所述第二區(qū)域與所述第三區(qū)域分開的隔板。根據(jù)上述構(gòu)型的溫度調(diào)節(jié)裝置還可包括從所述蓄電裝置的上端面延伸到下端面并將所述第二區(qū)域與所述第三區(qū)域分開的第一間隔件。在上述方面中，所述溫度調(diào)節(jié)裝置還可包括設(shè)置于所述蓄電裝置的外周面并將所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域分開的隔板。在上述方面中，所述溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)還可包括從所述蓄電裝置的上端面延伸到下端面并將所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域分開的第二間隔件。根據(jù)本發(fā)明，可使被通過第一區(qū)域和第二區(qū)域的氣體的狀態(tài)根據(jù)蓄電裝置中第一區(qū)域和第二區(qū)域的溫度特性而彼此不同。例如，在第一區(qū)域可能具有比第二區(qū)域高的溫度的環(huán)境中，溫度調(diào)節(jié)氣體可首先被供給到第一區(qū)域，并且已在第一區(qū)域內(nèi)經(jīng)過熱交換的氣體被供給到第二區(qū)域。通過這樣構(gòu)造溫度調(diào)節(jié)裝置，可抑制構(gòu)成蓄電裝置的多個蓄電元件間的溫度差異。


從下面參照附圖對優(yōu)選實施例的描述中將清楚看到本發(fā)明的上述和其它目的、特征及優(yōu)點，在附圖中相似的附圖標(biāo)記用于表示相似的要素，并且其中圖1是示出本發(fā)明的第一實施例中的電池的構(gòu)造的外部視圖；圖2是示出根據(jù)第一實施例的溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的外部視圖；圖3是示出在第一實施例的變型中電池殼體的底表面的結(jié)構(gòu)的外部視圖；圖4是根據(jù)第一實施例的另一變型的溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)從上方看去的俯視圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖6是沿圖5中的線A-A截取的剖視圖；以及圖7是沿圖5中的線B-B截取的剖視圖。
具體實施例方式在下文中將對本發(fā)明的實施例進(jìn)行描述。參照圖1和圖2描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的電池(蓄電裝置)的溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。圖1是示出電池的構(gòu)造的透視圖，圖2是示出溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的透視圖。在圖1和2中，X軸、Y軸和Z軸相互垂直，并且在該實施例中，Z軸被限定為與豎直方向?qū)?yīng)的軸線。首先，參照圖1對該實施例中的電池的構(gòu)造進(jìn)行描述。該實施例的電池10安裝在車輛中，該車輛例如為混合動力車輛、電動車輛等。在該實施例中，混合動力車輛表示使用電池10以及內(nèi)燃機和燃料電池作為輸出供車輛行駛所用能量的動力源的車輛。此外，該實施例中的電動車輛表示僅使用電池10作為車輛動力源的車輛。從電池10輸出的電力被供給到電動機，電動機又產(chǎn)生要供車輛行駛所使用的動能。此外，在車輛的制動過程中，由電動機產(chǎn)生的再生電力可儲存到電池10中。另外，電池 10可通過從車輛外部向其供給電力而充電。電池10具有沿X軸的方向(X方向)并排配置的多個電池模塊(蓄電元件)11。在每個電池模塊11中，多個單電池(未示出)沿Y軸的方向(Y方向)并排配置，并且相互串聯(lián)地電連接。雖然在該實施例中，單電池為鎳氫電池，但這種單電池不是限制性的，其它類型的二次電池如鋰離子電池等也可用作所述單電池。此外，也可使用電雙層電容器來代替二次電池。另外，雖然在該實施例中，各自具有多個單電池的電池模塊11中沿X方向并置， 但是采用將單電池作為根據(jù)本發(fā)明的蓄電元件而沿X方向并排配置的結(jié)構(gòu)也是可能的。每個電池模塊11具有第一側(cè)表面Ila和第二側(cè)表面lib。第一側(cè)表面Ila形成與電池模塊11的排布方向垂直的表面(沿Y-Z平面)，并且每個電池模塊11具有兩個第一側(cè)表面11a。第二側(cè)表面lib形成與電池模塊11的排布方向平行的表面(沿X-Z平面)， 并且每個電池模塊11具有兩個第二側(cè)表面lib。每個電池模塊11的第一側(cè)表面Ila在X 方向上面對相鄰電池模塊11的第一側(cè)表面11a。如下所述，在彼此面對的相鄰第一側(cè)表面 Ila之間形成有用于流動空氣的空間(間隙)。具體地，在沿X方向彼此相鄰的電池模塊11 之間配置有用于形成上述空間的間隔件(未示出)。此外，每個電池模塊11的兩個第二側(cè)表面lib分別設(shè)有正極端子Ilc和負(fù)極端子 lid。應(yīng)指出，在圖1中，除了位于兩端的電池模塊11之外，其它電池模塊11的正極端子 IlC和負(fù)極端子Ild被省略。兩個母線模塊12配置成面對電池模塊11的各個第二側(cè)表面lib。每個母線模塊 12使彼此相鄰配置的每兩個電池模塊11中一個的正極端子Ilc與該相鄰兩個電池模塊11 中另一個的負(fù)極端子Ild電連接。構(gòu)成電池10的各電池模塊11串聯(lián)地相互電連接。附及地，每個母線模塊12具有多個用于使正極端子Ilc與負(fù)極端子Ild電連接的母線。一對端板13被配置在這樣的位置，以將電池模塊11夾在中間。在兩個端板13上連接有沿X方向延伸的約束桿(未示出)。通過將每個約束桿的兩端連接到兩個端板13， 可向電池模塊11施予約束力。該約束力用作使沿X方向彼此相鄰配置的電池模塊11彼此更靠近的力。附及地，雖然在該實施例中，兩個約束桿配置在電池模塊11的上表面?zhèn)群拖卤砻鎮(zhèn)戎械母鱾?cè)，但是所提供的約束桿的數(shù)量可視情況適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。此外，向所述多個電池模塊 11施予上述約束力的結(jié)構(gòu)不限于上面結(jié)合該實施例描述的結(jié)構(gòu)，而是可以為任何結(jié)構(gòu)，只要該結(jié)構(gòu)能提供如上所述的約束力即可。另外，向電池模塊11施予這種約束力的結(jié)構(gòu)也可省略。接下來將參照圖2對該實施例的溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。圖2中的空白箭頭示出氣流的方向。
電池10由在X方向上定位在中央的第一電池塊IOA以及配置在第一電池塊IOA 在X方向上的兩個相對側(cè)的第二電池塊IOB和第三電池塊IOC構(gòu)成。電池塊IOA至IOC中的每一個都由多個電池模塊11構(gòu)成。構(gòu)成第二電池塊IOB的電池模塊11的數(shù)量等于構(gòu)成第三電池塊IOC的電池模塊11的數(shù)量。此外，構(gòu)成第一電池塊IOA的電池模塊11的數(shù)量大于構(gòu)成第二電池塊10B(或第三電池塊10C)的電池模塊11的數(shù)量。附及地，構(gòu)成各個電池塊IOA至IOC的電池模塊11的數(shù)量可視情況適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。 例如，構(gòu)成電池塊IOA至IOC的電池模塊11的數(shù)量可彼此相等，或者也可彼此不同。具體地，考慮到電池模塊11的散熱性等因素，構(gòu)成電池10的電池模塊11被劃分成三個電池塊 IOA至IOC就夠了。電池10被電池殼體20覆蓋。在電池殼體20的上部的側(cè)表面上形成有連接開口 20a。進(jìn)氣管道31的一端連接到連接開口 20a，而形成在進(jìn)氣管道31另一端的開口部分(進(jìn)氣開口)面向車輛座艙的內(nèi)部空間。因此，座艙內(nèi)的空氣可被吸入進(jìn)氣管道31。此處座艙是指車輛的乘員乘坐或待在其中的空間。此外，進(jìn)氣管道31設(shè)有風(fēng)扇40。當(dāng)風(fēng)扇40被驅(qū)動時，座艙內(nèi)的空氣經(jīng)進(jìn)氣管道31流入電池殼體20中。在電池10的上表面和電池殼體20的上表面之間設(shè)有連接到連接開口 20a的第一隔板21a和第二隔板21b。在從Z方向看去時，第一隔板21a位于第一電池塊IOA和第二電池塊IOB之間的邊界上。此外，在沿Z方向看去時，第二隔板21b位于第一電池塊IOA和第三電池塊IOC之間的邊界上。來自進(jìn)氣管道31的空氣通過連接開口 20a，并到達(dá)在第一電池塊IOA上方形成的空間Sl空間Sl被夾在第一隔板21a和第二隔板21b之間。然后，流到空間Sl的空氣向下流動，同時通過第一電池塊10A。具體地，空氣流過在沿X方向彼此相鄰的電池模塊11之間形成的空間。此處應(yīng)注意，設(shè)置第一和第二隔板21a和21b可防止從進(jìn)氣管道31供給的空氣朝第二或第三電池塊10BU0C流動，并使空氣僅流入第一電池塊IOA中。由于這種構(gòu)造，來自進(jìn)氣管道31的空氣僅直接接觸構(gòu)成第一電池塊IOA的電池模塊11。由于空氣與構(gòu)成第一電池塊IOA的電池模塊11接觸，所以熱交換可在第一電池塊 IOA的電池模塊11和空氣之間進(jìn)行。具體地，在構(gòu)成第一電池塊IOA的電池模塊11由于充電或放電而發(fā)熱的情況下，可通過使用于冷卻的空氣接觸電池模塊11而抑制電池模塊11 的溫度升高。此外，在構(gòu)成第一電池塊IOA的電池模塊11過冷的情況下，可通過使用于加熱的空氣接觸電池模塊11而抑制電池模塊的溫度下降。通過以這樣的方式將構(gòu)成第一電池塊IOA的電池模塊11的溫度維持在特定的溫度范圍內(nèi)，可抑制電池模塊11的輸入/輸出特性(與充電和放電有關(guān)的特性)的劣化。與構(gòu)成第一電池塊IOA的電池模塊11進(jìn)行了的熱交換的空氣流動到位于第一電池塊IOA下方的空間S2。電池10的底表面(位于電池模塊11底下)位于電池殼體20的底表面上方，從而在兩個底表面之間形成空間S2。在電池10的底表面和電池殼體20的底表面之間配置有第三隔板21c和第四隔板 21d。空間S2被夾在第三隔板21c和第四隔板21d之間。第三隔板21c與電池10的位于其在X方向上的兩端中的一端的側(cè)表面配置在同一平面內(nèi)。此外，第四隔板21d與電池10 的位于其在X方向上的另一端的側(cè)表面配置在同一平面內(nèi)。
流動到空間S2的空氣在電池殼體20的底表面改變其流動方向，然后朝第二和第三電池塊IOB和IOC流動。也就是說，已從第一電池塊IOA流入空間S2中的空氣被分成朝第二電池塊IOB流動的空氣和朝第三電池塊IOC流動的空氣。雖然在該實施例中，電池殼體20的底表面由平坦的表面形成，但是電池殼體20的底表面也可具有用于將空氣從第一電池塊IOA朝第二電池塊IOB和朝第三電池塊IOC引導(dǎo)的引導(dǎo)表面。例如，如圖3所示，電池殼體20的底表面可具有突起部50，該突起部具有兩個傾斜的表面(引導(dǎo)表面)51附及地，圖3中的空白箭頭示出空氣的流動方向。此外，傾斜的表面51可由平面構(gòu)成，或者也可由曲面構(gòu)成。朝第二電池塊IOB被引導(dǎo)的空氣向上流動，同時通過第二電池塊10B。具體地，空氣流過在第二電池塊IOB的沿X方向彼此相鄰的電池模塊11之間形成的空間。同樣，朝第三電池塊IOC被引導(dǎo)的空氣向上流動，同時通過第三電池塊10C。具體地，空氣流過在第三電池塊IOC的沿X方向彼此相鄰的電池模塊11之間形成的空間。應(yīng)注意，隨著空氣通過第二電池塊IOB或第三電池塊10C，在空氣和構(gòu)成第二或第三電池塊IOB或IOC的電池模塊 11之間進(jìn)行熱交換。此外，通過第二或第三電池塊IOB或IOC的空氣的流動方向與通過第一電池塊IOA的空氣的流動方向相反。與第二電池塊IOB進(jìn)行了熱交換的空氣流動到位于第二電池塊IOB上方的空間 S3。然后，到達(dá)空間S3的空氣在電池殼體20的上表面改變(反轉(zhuǎn))其流動方向，然后在形成于第二電池塊IOB和電池殼體20的側(cè)表面(在Y-Z平面內(nèi))之間的空間內(nèi)向下(朝向下述的連接開口 20b)流動。在該通過的過程中，空氣與第二電池塊IOB的面對電池殼體20 的側(cè)表面(在Y-Z平面內(nèi))的區(qū)域進(jìn)行熱交換。這里應(yīng)注意，端板13(見圖1)之一位于第二電池塊IOB的面對電池殼體20的側(cè)表面的區(qū)域內(nèi)。在電池殼體20的底表面上形成有連接開口 20b。第一排氣管道32的一端連接到連接開口 20b。由于該構(gòu)型，與第二電池塊IOB的側(cè)表面進(jìn)行了熱交換的空氣通過連接開口 20b，并被引導(dǎo)到第一排氣管道32。在第一排氣管道32的另一端形成的排氣開口(未示出)位于車輛的外表面中。因此，經(jīng)連接開口 20b進(jìn)入第一排氣管道32的空氣被排出到車輛之外(進(jìn)入大氣中)。另一方面，與第三電池塊IOC進(jìn)行了熱交換的空氣移動到位于第三電池塊IOC上方的空間S4。然后，到達(dá)空間S4的空氣在電池殼體20的上表面改變(反轉(zhuǎn))其流動方向， 然后在形成于第三電池塊IOC和電池殼體20的側(cè)表面(在Y-Z平面內(nèi))之間的空間內(nèi)向下(朝向下述的連接開口 20c)流動。在該通過的過程中，空氣與第三電池塊IOC的面對電池殼體20的側(cè)表面(在Y-Z平面內(nèi))的區(qū)域進(jìn)行熱交換。這里應(yīng)注意，端板13(見圖1) 之一位于第三電池塊IOC的面對電池殼體20的側(cè)表面的區(qū)域內(nèi)。在電池殼體20的底表面上形成有連接開口 20c。第二排氣管道33的一端連接到連接開口 20c。由于該構(gòu)型，與第三電池塊IOC的側(cè)表面進(jìn)行了熱交換的空氣通過連接開口 20c，并被引導(dǎo)到第二排氣管道33。在第二排氣管道33的另一端形成的排氣開口(未示出)位于車輛的外表面中。因此，經(jīng)連接開口 20c進(jìn)入第二排氣管道33的空氣被排出到車輛之外(進(jìn)入大氣中)。附及地，雖然在該實施例中，第一和第二排氣管道32和33在彼此不同的位置具有它們的排氣開口，但該構(gòu)型不是限制性的。例如，第一和第二排氣管道32和33可彼此連接，并且兩個排氣管道中的空氣可通過一個排氣開口排出。在如在該實施例的電池10中那樣多個電池模塊11沿X方向排布的結(jié)構(gòu)中，位于X 方向上的中央的電池模塊11 (第一電池塊10A)和位于X方向上的相對兩端的電池模塊11 在散熱性方面有時可能彼此不同。具體地，位于電池10的端部的電池模塊11 (構(gòu)成第二和第三電池塊IOB和10C)容易將由電池模塊11產(chǎn)生的熱量釋放到外部，而位于電池10的中央部的電池模塊11 (構(gòu)成第一電池塊10A)不能容易地將由電池模塊11產(chǎn)生的熱量釋放到外部。因此，位于電池10的中央部的電池模塊11(構(gòu)成第一電池塊10A)的溫度會變得比位于電池10的兩個端部的電池模塊11 (構(gòu)成第二和第三電池塊IOB和10C)的溫度高。在該實施例的結(jié)構(gòu)中，冷卻空氣首先接觸位于電池10的中央部的第一電池塊 IOA0因此，構(gòu)成第一電池塊IOA的電池模塊11可被有效地冷卻。與第一電池塊IOA進(jìn)行了熱交換的空氣被引導(dǎo)成與位于第一電池塊IOA在X方向上的兩個端側(cè)的第二和第三電池塊IOB和IOC接觸。由于第二和第三電池塊IOB和IOC具有比第一電池塊IOA高的散熱性，所以與第一電池塊IOA進(jìn)行了熱交換的空氣在接觸第二和第三電池塊IOB和IOC時足以冷卻這些電池塊。此外，在該實施例中，與第二電池塊10B(或第三電池塊10C)進(jìn)行了熱交換的空氣被引導(dǎo)成沿第二電池塊10B(或第三電池塊10C)的側(cè)表面流動，從而在空氣和所述側(cè)表面之間發(fā)生熱交換。由于第二電池塊IOB的側(cè)表面具有最高的散熱性，所以雖然是使在第二電池塊IOB中經(jīng)過了熱交換的空氣接觸該側(cè)表面，但也可獲得充分的冷卻性能。通過如上所述地將空氣引導(dǎo)到電池塊IOA至10C，可針對構(gòu)成電池10的所有電池模塊11抑制溫度差異。如果電池模塊11間的溫度差異可被抑制，則實現(xiàn)構(gòu)成電池10的所有電池模塊11的有效充放電是可能的。這里應(yīng)注意，如果在電池模塊11間產(chǎn)生溫度差異，則在電池模塊11間也會產(chǎn)生輸入/輸出特性上的差異，因此可能需要參照其輸入/輸出特性劣化得最厲害的電池模塊11 對電池10的充電/放電進(jìn)行控制。另一方面，如果如本實施例那樣抑制了電池模塊11間的溫度差異且因此抑制了電池模塊11間的輸入/輸出特性上的差異，則電池10的有效充放電變得可能。附及地，雖然在該實施例中，在進(jìn)氣管道31中設(shè)有電扇40，但該構(gòu)型不是限制性的，而是只要在電池殼體20內(nèi)產(chǎn)生上述空氣流動就足夠了。具體地，排氣管道32、33可設(shè)有風(fēng)扇40。此外，雖然在上述實施例中，空氣從電池10的上方被供給，但這不是限制性的。也就是說，在使來自進(jìn)氣管道的空氣先接觸第一電池塊IOA之后可使空氣接觸第二和第三電池塊10BU0C就足夠了。具體地，圖2所示的結(jié)構(gòu)可上下倒轉(zhuǎn)。在該倒轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)中，空氣從電池10的下方被供給并向上流動，同時通過第一電池塊10A。然后，在到達(dá)第一電池塊IOA的頂部之后，空氣朝第二和第三電池塊IOB和IOC流動，然后向下流動，同時通過電池塊IOB和10C。在通過電池塊IOB和IOC之后，空氣改變其流動方向，并沿電池塊IOB和IOC的側(cè)表面向上流動， 然后被引導(dǎo)到排氣管道。此外，在本實施例中采用圖4所示的結(jié)構(gòu)也是可能的，其中空氣從電池模塊11的第二側(cè)表面lib側(cè)(見圖1)供給到第一電池塊10A。圖4是電池10的俯視圖，其中氣流的方向由空白箭頭示出。在圖4所示的結(jié)構(gòu)中，同樣，來自進(jìn)氣管道的空氣通過第一電池塊 10A，然后通過第二和第三電池塊IOB和10C。該結(jié)構(gòu)也能夠獲得與上述實施例的結(jié)構(gòu)基本相同的效果。此外，雖然在上述實施例中，通過各個電池塊IOA至IOC的空氣沿Z方向(向上的方向或向下的方向)流動，但是該構(gòu)型不是限制性的。例如，在通過第一電池塊IOA的空氣的流動方向為X方向的情況下，通過第二電池塊IOB的空氣的流動方向可以是Y方向。這種空氣流動可通過例如適當(dāng)?shù)卦O(shè)定配置在電池殼體20中的隔板的位置、形狀等來實現(xiàn)。雖然在上述實施例中，構(gòu)成電池10的電池模塊11被劃分成三個電池塊10AU0B 和10C，但該結(jié)構(gòu)不是限制性的，而是電池10中的電池塊的數(shù)量可視情況適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。具體地，采用這樣的布置也是可能的，其中在構(gòu)成電池10的多個電池模塊11之中，位于X方向上的中央的至少一個電池模塊11被設(shè)置為第一電池塊，而在第一電池塊在X方向上的相對兩側(cè)配置多個電池塊。這里應(yīng)注意，配置在第一電池塊在X方向上的相對兩側(cè)的電池塊的數(shù)量可彼此相等，或者也可彼此不同。在這樣的情況下，同樣，電池殼體內(nèi)的空氣的流動方向從一個電池塊到另一個電池塊改變，使得在沿X方向彼此相鄰的兩個電池塊中空氣沿彼此不同的方向(例如，向上的方向和向下的方向)流過它們就足夠了。將參照圖5至7對根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。圖5是示出該實施例的溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造的俯視圖。圖6是沿圖5中的線A-A截取的剖視圖，圖7 是沿圖5中的線B-B截取的剖視圖。附及地，與上面結(jié)合第一實施例描述的部件執(zhí)行相同功能的部件在圖中以相同的附圖標(biāo)記表示，并且在下面省略其詳細(xì)說明。下面將主要描述第二實施例與第一實施例的差別。在電池殼體20的上表面和電池10的上表面之間配置有第一隔板23a。進(jìn)氣管道 31的一端(即，端緣)連接到第一隔板23a。當(dāng)沿豎直方向看去時，第一隔板23a呈橢圓形 (見圖5)。進(jìn)入進(jìn)氣管道31的空氣到達(dá)由第一隔板23a包圍的空間Si。被引導(dǎo)到空間Sl的空氣向下流動，同時通過電池10中與空間Sl對應(yīng)的區(qū)域R1。 此處區(qū)域Rl是在電池10沿豎直方向看去時與空間Sl重疊的區(qū)域。如在第一實施例中那樣，空氣流過在沿X方向相鄰彼此的每兩個電池模塊11之間形成的空間。但是，第二實施例具有這樣的構(gòu)型，其中在電池模塊11之間的每個這些空間中，只有該空間的位于區(qū)域Rl 內(nèi)的部分允許空氣通過。具體地，配置在相鄰電池模塊11之間的間隔件(間隔件的一些)允許空氣流過其間的與區(qū)域Rl對應(yīng)的空間。這些間隔件從電池模塊11的上端面延伸到下端面。圖6和圖 7中示出的區(qū)域Rl和R2之間的邊界線示出這些間隔件。隨著空氣通過電池10中的區(qū)域R1，在空氣和區(qū)域Rl內(nèi)的電池模塊11之間進(jìn)行熱交換。在電池10的區(qū)域Rl內(nèi)進(jìn)行了熱交換之后，空氣流動到在電池10的下方形成的空間S2。在電池殼體20的下表面和電池10的下表面之間配置有第二隔板23b，從而由第二隔板2 形成空間S2。當(dāng)沿豎直方向看去時，第二隔板2 呈橢圓形(見圖5)。在到達(dá)空間S2之后，空氣在電池殼體20的底表面改變其流動方向并向上流動，同時通過電池10中的區(qū)域R2。區(qū)域R2是在電池10沿豎直方向看去時夾在第一隔板23a和第二隔板23b之間的區(qū)域。此外，通過區(qū)域R2的空氣是指從在每兩個相鄰電池模塊11之間形成的空間之中位于區(qū)域R2內(nèi)的空間流過的空氣。因此，在空氣和區(qū)域R2內(nèi)的電池模塊11之間發(fā)生熱交換。這里應(yīng)注意，設(shè)置在相鄰電池模塊11之間的間隔件(間隔件的一些)允許空氣流過其間的與區(qū)域R2對應(yīng)的空間。這些間隔件從電池模塊11的上端面延伸到下端面。圖7 中示出的區(qū)域R2和R3之間的邊界線示出這些間隔件。在電池10的區(qū)域R2內(nèi)進(jìn)行了熱交換的空氣流動到在電池10的上方形成的空間 S3。然后，在到達(dá)空間S3之后，空氣在電池殼體20的上表面改變其流動方向并向下流動， 同時通過電池10中除區(qū)域Rl和R2之外的區(qū)域R3。當(dāng)電池10沿豎直方向看去時，區(qū)域R3位于第二隔板2 和電池10的外緣之間。 此外，通過區(qū)域R3的空氣是指從在相鄰電池模塊11之間形成的空間之中位于區(qū)域R3內(nèi)的空間流過的空氣，或者該空氣沿電池10的外表面移動。因此，在空氣和區(qū)域R3內(nèi)的電池模塊11之間發(fā)生熱交換。經(jīng)過了熱交換的空氣流過排氣管道32或另一個排氣管道33。在該實施例中，如上所述供空氣順次地導(dǎo)入以接觸電池模塊11的區(qū)域是根據(jù)X-Y 平面內(nèi)的位置來劃分的。附及地，在第一實施例中，供空氣順次地導(dǎo)入以接觸電池模塊11 的區(qū)域(電池塊IOA至10C)是根據(jù)電池模塊11在X方向上的位置來劃分的。根據(jù)該實施例，接觸電池模塊11的空氣的狀態(tài)以這樣的方式根據(jù)電池模塊11在X 方向上的位置而不同，使得構(gòu)成電池10的電池模塊11間的溫度差異可被抑制。這里空氣的狀態(tài)是指與電池模塊11進(jìn)行了或未進(jìn)行熱交換的空氣的狀態(tài)。此外，在該實施例中，接觸電池模塊11的空氣的狀態(tài)可根據(jù)電池模塊11的位置 (在Y方向上的位置)而不同。具體地，在每個電池模塊11中，熱量不易于散出的部分與直接來自進(jìn)氣管道的空氣接觸，而電池模塊11的熱量容易散出的部分與經(jīng)過了熱交換的空氣接觸。因此，可抑制各個電池模塊11中的溫度差異。特別地，在本實施例中，由于在每個電池模塊11中多個單電池沿Y方向并置，所以可抑制每個電池模塊11的各單電池間的溫度差異。附及地，雖然在該實施例中，第一和第二隔板23a和2 具有圖5所示的橢圓形狀，但該構(gòu)型不是限制性的，而是隔板23a和23b的形狀可基于電池10中X-Y平面內(nèi)的溫度分布視情況適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。也就是說，在電池10中的X-Y平面內(nèi)預(yù)先具體地確定具有不同散熱性的區(qū)域(該實施例中的區(qū)域Rl至R3)，并根據(jù)所述區(qū)域配置隔板23a和2 就足夠了。此外，根據(jù)隔板23a和23b的位置確定配置在電池模塊11之間的間隔件的位置也就夠了。此外，雖然在該實施例中，電池10被劃分成三個區(qū)域Rl至R3，但這不是限制性的， 而是電池10也可被劃分成四個或更多個區(qū)域。在這樣的結(jié)構(gòu)中，同樣，使直接來自進(jìn)氣管道的空氣接觸在X-Y平面內(nèi)具有最低散熱性的區(qū)域并使經(jīng)過了熱交換的空氣接觸其它區(qū)域就夠了。使電池10中空氣的流動方向改變并且使在X-Y平面內(nèi)彼此相鄰的區(qū)域中空氣的流動方向彼此不同便足夠了。雖然在該實施例中，考慮到電池10本身的散熱性而將電池10在X-Y平面內(nèi)劃分成多個區(qū)域Rl至R3，但這不是限制性的。例如，在有熱源(發(fā)動機等)配置在電池10附近的情況下，可利用電池10的最靠近熱源的部分作為基準(zhǔn)將電池10劃分成多個區(qū)域。具體地，可將來自進(jìn)氣管道的空氣引導(dǎo)到電池10的最靠近熱源的區(qū)域，并且可使經(jīng)過了該最靠近熱源的區(qū)域的空氣接觸其它區(qū)域。至于供空氣移動的路線，如在第一和第二實施例中那樣空氣的流動方向在電池殼體20 內(nèi)改變并使在X-Y平面內(nèi)彼此相鄰的區(qū)域中空氣的流動方向彼此不同就夠了。此外，雖然在第一和第二實施例中，將用于調(diào)節(jié)溫度的空氣供給到電池10，但這不是限制性的，而是也可使用除空氣以外的其它氣體。雖然已參照本發(fā)明的示例性實施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于所述的實施例或構(gòu)造。相反，本發(fā)明意圖涵蓋各種變型和等同的布置。此外，雖然以各種示例性的組合和構(gòu)型示出了所公開的本發(fā)明的各個要素，但是包括更多、更少或僅單個要素的其它組合和構(gòu)型也在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，所述溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)用于調(diào)節(jié)蓄電裝置的溫度，在所述蓄電裝置中多個蓄電元件沿預(yù)定方向并置，所述溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的特征在于包括第一通路，所述第一通路設(shè)置在所述蓄電裝置中的第一區(qū)域內(nèi)，并使得用于調(diào)節(jié)溫度的氣體通過所述第一區(qū)域內(nèi)的沿所述預(yù)定方向并置的相鄰蓄電元件之間的空間；和第二通路，所述第二通路設(shè)置在所述蓄電裝置中與所述第一區(qū)域相鄰的第二區(qū)域內(nèi)， 并使已通過所述第一區(qū)域的氣體沿與所述第一區(qū)域內(nèi)的流動方向不同的方向通過沿所述預(yù)定方向并置的相鄰蓄電元件之間的空間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，其中，所述第一區(qū)域具有比所述第二區(qū)域低的散熱性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，其中，通過所述第二區(qū)域的氣體的流動方向與通過所述第一區(qū)域的氣體的流動方向相反。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，其中所述第一區(qū)域包含位于所述蓄電裝置在所述預(yù)定方向上的中央部的至少一個所述蓄電元件；并且所述第二區(qū)域包含位于所述蓄電裝置中的所述第一區(qū)域在所述預(yù)定方向上相對的相對兩側(cè)中的任一側(cè)的至少一個所述蓄電元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，其中所述第一區(qū)域在沿著所述蓄電裝置的上表面沿所述預(yù)定方向延伸的平面內(nèi)位于所述蓄電裝置的中央部；并且所述第二區(qū)域在所述平面內(nèi)位于從所述第一區(qū)域朝向所述蓄電裝置的外緣側(cè)的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，其中所述第一區(qū)域位于熱源附近；并且在沿著所述蓄電裝置的上表面沿所述預(yù)定方向延伸的平面內(nèi)所述第二區(qū)域離所述熱源比所述第一區(qū)域離所述熱源遠(yuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，還包括第三通路，所述第三通路設(shè)置在所述蓄電裝置中與所述第二區(qū)域相鄰的第三區(qū)域內(nèi)，并使已通過所述第二區(qū)域的氣體沿與所述第二區(qū)域內(nèi)氣體的流動方向不同的方向通過所述第三區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，其中，所述第三區(qū)域具有比所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域高的散熱性，并且包括所述蓄電裝置的外表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，其中，通過所述第三區(qū)域的氣體的流動方向與通過所述第一區(qū)域的氣體的流動方向相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項所述的溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，還包括設(shè)置于所述蓄電裝置的外周面并將所述第二區(qū)域與所述第三區(qū)域分開的隔板。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一項所述的溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，還包括從所述蓄電裝置的上端面延伸到下端面并將所述第二區(qū)域與所述第三區(qū)域分開的第一間隔件。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項所述的溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，還包括設(shè)置于所述蓄電裝置的外周面并將所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域分開的隔板。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，還包括從所述蓄電裝置的上端面延伸到下端面并將所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域分開的第二間隔件。
全文摘要
一種溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，所述溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)其中有多個蓄電元件(11)沿預(yù)定方向(X方向)并置的蓄電裝置(10)的溫度，并具有使溫度調(diào)節(jié)氣體通過蓄電裝置中的不同區(qū)域(第一區(qū)域和第二區(qū)域)的第一通路和第二通路。所述第一通路(21a，21b)使溫度調(diào)節(jié)氣體通過所述第一區(qū)域內(nèi)的沿所述預(yù)定方向彼此相鄰的蓄電元件(11)之間的空間。所述第二通路(21c，21d)使已通過所述第一區(qū)域的氣體沿與所述第一區(qū)域內(nèi)氣體的流動方向不同的方向通過所述第二區(qū)域內(nèi)的沿所述預(yù)定方向彼此相鄰的蓄電元件之間的空間。
文檔編號H01M2/10GK102362389SQ201080013395
公開日2012年2月22日 申請日期2010年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月23日
發(fā)明者水口真 申請人:豐田自動車株式會社