[发明专利]用于车载电气设备的冷却装置

说明书

本正式申请基于在2007年4月18日向日本专利局递交的日本专利申请No.2007-109683，所述申请的全部内容引入本文作为参考。

技术领域

本发明涉及一种用于车载电气设备的冷却装置，具体地涉及一种用于电动车辆(EV)、混合动力车辆(HV)等用的蓄电机构(电池、电容器等)、PCU(电力控制单元)等的冷却装置。

背景技术

从电动机获得车辆驱动力的电动车辆、混合动力车辆和燃料电池车辆都安装有蓄电机构(二次电池(也称作电池)、电容器等)。对于电动车辆，利用储存于蓄电机构中的电力来驱动电动机从而驱动车辆。对于混合动力车辆，利用储存于蓄电机构中的电力来驱动电动机从而驱动车辆，并由电动机来辅助发动机从而驱动车辆。对于燃料电池车辆，利用来自燃料电池的电力来驱动电动机从而驱动车辆，除来自燃料电池的电力外，还利用储存于蓄电机构中的电力来驱动电动机从而驱动车辆。

由于要求作为这些蓄电机构一个示例的二次电池(电池)输出高电压和高功率，因此通过串联约六个电池单元(如约1.2V的锂离子电池或镍氢电池)以形成电池模块(battery module)，并串联约30-40个电池模块来形成电池组(battery pack)。电动车辆、混合动力车辆等必须安装这种大体积的二次电池，而在仅依靠内燃机作为驱动源的传统车辆上并不需要安装这种二次电池。从有效利用车辆内部空间以及行李箱空间、在碰撞情况中确保安全等的观点出发，有必要考虑车辆中安装二次电池的位置，所述二次电池在待安装在车辆上的各电气设备之中具有相对大的体积。另外，有必要考虑安装被称作PCU的逆变器和DC/DC转换器的位置。

出于这种考虑，有必要权衡二次电池的尺寸(高度、在车辆宽度方向上的长度、在车辆纵向方向的长度)、权衡由于由二次电池内部的化学反应引起的焦耳热或放热而对二次电池的均匀冷却、或者权衡对PCU中所包括的称为功率半导体的发热元件的冷却。

日本专利未审定公报No.2001-167806(专利文献1)公开了一种车载电池组，该电池组具有紧凑构型、可被容易地设置在机动车内的较小空间中、并可减小各电池模块之间的温度变化。

所述车载电池组是一种将组装电池(该组装电池具有在其中集成为长方体形状的多个电池模块)容纳于电池容纳壳体中并安装在机动车辆中的电池组，其特征在于以相对于电池容纳壳体的底面和顶面倾斜的方式将组装电池设置在电池容纳壳体中，使得所述组装电池的一个侧部位于电池容纳壳体的底面附近，而所述组装电池的另一个侧部位于电池容纳壳体的顶面附近，其特征还在于在电池容纳壳体内可旋转地设有横流式叶轮，该叶轮沿组装电池的位于电池容纳壳体底面附近的整个侧部延伸。

车载电池组构造成使得通过设置在电池容纳壳体内的叶轮将冷却空气流供给到以倾斜的方式设置在电池容纳壳体内的整个组装电池。因此，车载电池组具有紧凑的构型并可被安装到机动车辆内的较小空间中。另外，组装电池中的电池模块可被有效地并均匀地冷却，并可减小各电池模块之间的温度变化。

一般来说，在被供给到组装电池的冷却空气流冷却组装电池(与组装电池进行热交换)之后，所述空气流被排出到车辆内部或车辆外部(即使最终被排出到车辆外部，也可暂时排出到车辆内部)。如果空气沿相同的方向排出到车辆内部，则由于例如从安装在后座下方的地板上的组装电池排出的空气，车辆内部的空气温度会局部升高。另外，如果在后座下部发生局部温度升高，则排出的空气流撞在乘坐于(右侧或左侧、或两侧)后座上的乘员的脚上，或使脚变暖(产生不舒服的感觉)。

然而，专利文献1仅说明了穿过组装电池中的各电池模块之间的间隙的冷却空气流流入电池容纳壳体中的组装电池下方的空间，以及一部分冷却空气流经设置在通风口部上的通风口被排入车辆内部，而另一部分冷却空气流经过排出口、电池安装表面、设置在底面上的排出导引件，并被排入排气管道中，所述空气流经所述排气管道排出到车辆外部。换句话说，已冷却组装电池的空气的一部分被排入车辆内部，而另一部分则被排出到车辆外部。然而空气是在一个方向上被排入车辆内部的。因此，如上所述，在车辆内部，车辆内部的空气温度会局部地升高。另一方面，很难在安装有大体积组装电池的混合动力车辆中不受约束地提供排气管道，所述二次电池并未被安装在仅依靠内燃机作为驱动源的传统车辆上。取决于安装组装电池的位置，例如，也存在已冷却组装电池的空气必须被全部排入车辆内部的情况。在这种情况下，车辆内部中空气的局部温度升高的可能性会更显著地增加。

发明内容