本公開涉及一種緊固件組件，尤其涉及一種用于組裝機(jī)動車輛的電池組的緊固件組件。

背景技術(shù)：

現(xiàn)今的許多機(jī)動車輛被配置為由電機(jī)而不是由內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，或者除內(nèi)燃機(jī)之外還由電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動。這樣的車輛包括混合動力電動車輛(hev)、插電式混合動力電動車輛(phev)和電動車輛(ev)。這樣的車輛通常設(shè)置有高電壓電池組，以存儲電能供將來消耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本公開的一種緊固件組件包括螺柱和螺母。螺柱具有近端和遠(yuǎn)端，主體位于所述近端和遠(yuǎn)端之間。螺柱還具有從所述近端延伸到所述遠(yuǎn)端的中心軸線。所述近端具有連接到表面的凸緣。所述主體具有位于所述遠(yuǎn)端處的通向孔的空腔。螺母保持在所述空腔內(nèi)。螺母繞中心軸線的旋轉(zhuǎn)被抑制。

根據(jù)第一實(shí)施例，所述主體包括與所述空腔連通的狹槽，所述螺母包括凸舌。在這樣的實(shí)施例中，所述凸舌與所述狹槽接合，以抑制所述螺母相對于所述中心軸線的旋轉(zhuǎn)。

根據(jù)第二實(shí)施例，所述空腔的內(nèi)部容積大于所述螺母的體積，使得所述螺母能夠相對于所述中心軸線樞轉(zhuǎn)。

根據(jù)第三實(shí)施例，所述緊固件組件還包括圍繞所述螺柱的遠(yuǎn)端設(shè)置的蓋。所述蓋將所述螺母保持在所述空腔中。在第一變型中，所述遠(yuǎn)端具有外螺紋部分，所述蓋具有內(nèi)螺紋部分，所述外螺紋部分與所述內(nèi)螺紋部分接合。在第二變型中，所述蓋通過釬焊或粘合劑連接到所述遠(yuǎn)端。

根據(jù)本公開的一種組裝機(jī)動車輛的方法包括：提供用于組裝的第一部件、用于組裝的第二部件、定位銷和緊固件。所述第二部件具有尺寸適于容納所述銷的開口。所述銷具有第一端和第二端，中心軸線從所述第一端延伸到所述第二端。所述銷還包括靠近所述第二端的凹腔和保持在所述凹腔內(nèi)的螺母。所述螺母相對于所述中心軸線旋轉(zhuǎn)地固定。該方法還包括：將所述第一端連接到所述第一部件，使得所述第二端從所述第一部件突出。該方法還包括：將所述第二端插入到所述開口中，以將所述第二部件相對于所述第一部件定位在期望的位置。該方法還包括：將所述緊固件組裝到所述螺母，以將所述第二部件相對于所述第一部件保持在期望的位置。

根據(jù)第一實(shí)施例，所述銷包括位于所述第一端處的焊接凸緣。在這樣的實(shí)施例中，將所述第一端連接到所述第一部件包括將所述焊接凸緣焊接到所述第一部件。

根據(jù)第二實(shí)施例，所述凹腔的內(nèi)部容積大于所述螺母的外部體積，使得所述螺母能夠相對于所述中心軸線樞轉(zhuǎn)。

根據(jù)第三實(shí)施例，提供銷包括將螺母設(shè)置在所述凹腔中以及將蓋組裝在所述第二端上。根據(jù)該實(shí)施例的變型，將蓋組裝在所述第二端上可包括將所述蓋螺紋連接到所述第二端上和/或通過釬焊或粘合劑將所述蓋連接到所述第二端。

根據(jù)第四實(shí)施例，所述銷包括與所述凹腔連通的狹槽，所述螺母包括凸舌，所述凸舌與所述狹槽接合以抑制螺母相對于中心軸線的旋轉(zhuǎn)。

根據(jù)第五實(shí)施例，第一部件包括電池組殼體，第二部件包括電池組。

根據(jù)本公開的一種電池組組件包括具有安裝孔的電池組、電池組殼體和安裝螺柱。所述安裝螺柱具有連接到所述殼體的第一端和從所述殼體突出的第二端。所述第二端插入到所述安裝孔中。所述螺柱具有從所述第一端延伸到所述第二端的中心軸線。所述螺柱具有位于所述第二端的通向孔的凹腔，螺母保持在所述凹腔內(nèi)。所述螺母繞所述中心軸線旋轉(zhuǎn)地固定。所述電池組組件還包括緊固件，所述緊固件連接到所述螺母以將所述電池組保持在所述殼體中。

根據(jù)第一實(shí)施例，所述螺柱包括與所述凹腔連通的狹槽。此外，所述螺母包括凸舌，所述凸舌與所述狹槽接合，以抑制所述螺母相對于所述中心軸線的旋轉(zhuǎn)。

根據(jù)第二實(shí)施例，所述凹腔的內(nèi)部高度大于所述螺母的外部高度，使得所述螺母可相對于中心軸線樞轉(zhuǎn)。

根據(jù)第三實(shí)施例，所述電池組組件還包括圍繞所述螺柱的第二端設(shè)置的蓋，以將所述螺母保持在所述凹腔中。在第一變型中，所述第二端具有外螺紋部分，所述蓋具有內(nèi)螺紋部分，其中，外螺紋部分與內(nèi)螺紋部分接合。在第二變型中，所述蓋通過釬焊或粘合劑連接到所述第二端。

根據(jù)本公開的實(shí)施例提供了許多優(yōu)點(diǎn)。例如，本公開提供了一種結(jié)合定位銷和安裝螺母的效用的緊固件組件，從而節(jié)省了空間。此外，本公開提供了一種具有能夠接納偏心緊固件的螺母的緊固件組件。

通過下面結(jié)合附圖對優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行的詳細(xì)描述，本公開的上述優(yōu)點(diǎn)和其他優(yōu)點(diǎn)和特征將顯而易見。

附圖說明

圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電池組組件的截面圖；

圖2示出了根據(jù)本公開的電池組組件的截面圖；

圖3a至圖3d示出了根據(jù)本公開的定位器螺柱緊固件組件的第一實(shí)施例的各種視圖；

圖4a至圖4d示出了根據(jù)本公開的定位器螺柱緊固件組件的第二實(shí)施例的截面圖；和

圖5是示出了根據(jù)本公開的組裝機(jī)動車輛的部件的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

根據(jù)需要，在此公開本發(fā)明的詳細(xì)實(shí)施例；然而，應(yīng)理解，公開的實(shí)施例僅為本發(fā)明的示例，本發(fā)明可以以各種可替代的形式實(shí)施。附圖無需按比例繪制；可夸大或最小化一些特征以顯示特定部件的細(xì)節(jié)。因此，在此公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)解釋為限制，而僅作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以多種形式利用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。

在hev、phev和bev的設(shè)計(jì)中，增加電池容量的需求必須與車輛的封裝約束相平衡。因此，用于高電壓電池組的相對有限的車輛封裝罩(packageenvelope)使得期望增加電池組設(shè)計(jì)的能量密度。

與高電壓電池組相關(guān)聯(lián)的一個(gè)挑戰(zhàn)是為定位器和用于電池組的內(nèi)部部件的附連特征提供空間。附連特征必須提供足夠的工具間隙，并確保足夠的支承表面和螺紋嚙合。

現(xiàn)在參照圖1，以截面示出了使用傳統(tǒng)安裝特征的示例性電池組組件10。電池組12包括多個(gè)電池單元。凸緣14從電池組12的側(cè)部延伸。凸緣14具有第一緊固件孔16。安裝支架18具有第二緊固件孔20。第二緊固件孔20的尺寸和位置對應(yīng)于第一緊固件孔16的尺寸和位置。螺母22焊接到第二緊固件孔20的下側(cè)表面。此外，定位銷(在該視圖中未示出)從安裝支架18的內(nèi)表面突出。凸緣14中的對應(yīng)的孔與定位銷對準(zhǔn)，并且定位銷插入到凸緣14中的孔中，以確保電池組12相對于安裝支架18適當(dāng)定位。緊固件(未示出)擰入到螺母22中，以將凸緣14緊固到安裝支架18。然后將電池組12設(shè)置在殼體24中。隨后可以將安裝支架18緊固或焊接到殼體24。設(shè)置凸緣14和安裝支架18是因?yàn)椋悍駝t會由于電池組12在殼體24內(nèi)的相對緊密的封裝，而沒有足夠的工具間隙來將電池組12直接緊固到殼體24。

這種布置提供了電池組12相對于殼體24的合意的定位，還提供了電池組12與殼體24的合意的附接。然而，安裝支架18從電池組12的側(cè)壁延伸了距離a。距離a基于特定應(yīng)用而變化，但是(如下面將討論的)使電池組組件10增加了大量的寬度。而且，在電池組12的相對側(cè)使用了額外的安裝支架18。此外，許多車輛包括并排配置的至少兩個(gè)電池組組件10。因此，由于安裝支架18而增加的總寬度可能是4a或更大。

現(xiàn)在參照圖2，示出了根據(jù)本公開的電池組組件30。電池組組件30包括電池組32。安裝孔34設(shè)置在電池組32的端部。電池組32設(shè)置在殼體36內(nèi)。安裝螺柱38設(shè)置在殼體36內(nèi)。安裝螺柱38用作定位銷和緊固件接納器兩者，如將在下面進(jìn)一步詳細(xì)討論的。在將電池組32組裝到殼體36中期間，將安裝孔34與安裝螺柱38對準(zhǔn)，并且將安裝螺柱38插入到安裝孔34中。然后可使用緊固件40將安裝孔34固定到安裝螺柱38，并且因此將電池組32固定在殼體36內(nèi)。

安裝孔34從電池組32的端部延伸距離b。盡管距離b可取決于特定應(yīng)用，但是距離b可比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的距離a小15mm至30mm。此外，類似的安裝孔和安裝螺柱布置位于電池組組件30的相對側(cè)。因此，在具有并排布置的兩個(gè)電池組組件30的機(jī)動車輛中，根據(jù)本公開的實(shí)施例可節(jié)省高達(dá)120mm的寬度。

作為另外的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)本公開的實(shí)施例消除了安裝到安裝支架18的下側(cè)的螺母22，因此也節(jié)省了垂直空間。根據(jù)配置，可節(jié)省大約12mm至15mm的垂直空間。

由于根據(jù)本公開的實(shí)施例在水平和垂直方向上都提供了顯著的空間節(jié)省，因此這些實(shí)施例可使得更大的電池組能夠被使用，或者使得車輛能夠被制造得更小或者兩者。

現(xiàn)在參照圖3a至圖3b，更詳細(xì)地示出了安裝螺柱38。安裝螺柱38具有沿著中心軸線z從近端44延伸到遠(yuǎn)端46的細(xì)長的主體42。焊接凸緣48從近端44延伸。近端44可通過將焊接凸緣48焊接到殼體壁50而被固定到殼體壁50。至少一個(gè)通道52沿著主體42的至少一部分延伸。具有至少一個(gè)凸舌(tang)56的螺母54保持在主體42內(nèi)并靠近遠(yuǎn)端46。凸舌56與通道52接合，以抑制螺母54繞中心軸線z的旋轉(zhuǎn)。

現(xiàn)在參照圖3c，以截面示出了安裝螺柱38。在該實(shí)施例中，主體42包括圍繞內(nèi)套筒60延伸并保持內(nèi)套筒60的外套筒58。外套筒58和內(nèi)套筒60兩者均大體上沿著中心軸線z延伸。外套筒58和內(nèi)套筒60均為具有沿著中心軸線z延伸的中心孔的中空構(gòu)件。外套筒58可通過各種已知的技術(shù)(諸如，粘合劑、釬焊、緊固件、螺紋連接或任何其它合適的技術(shù))連接到內(nèi)套筒60。

在近端44處，焊接凸緣48從外套筒58的外周延伸。焊接凸緣48可以是與外套筒58接合的單獨(dú)的部件，或者可以是外套筒58的一體形成的特征。

在遠(yuǎn)端處，蓋62設(shè)置在外套筒58的開口端處。蓋62部分地閉合外套筒58的開口端，同時(shí)留出敞開的孔64以接納緊固件40。在該實(shí)施例中，蓋62具有錐形輪廓以幫助相對于安裝螺柱38定位安裝孔。在其它實(shí)施例中，可使用其它輪廓形狀，諸如設(shè)置具有相對平坦的上表面的蓋。

外套筒58沿著中心軸線z的長度超過內(nèi)套筒60的長度。因此，凹腔或空腔66形成在遠(yuǎn)端處，位于內(nèi)套筒60的端部和蓋62的內(nèi)表面之間的空間中。螺母54被保持在空腔66內(nèi)并被定位為接納緊固件40。

在優(yōu)選的實(shí)施例中，空腔66的容積超過螺母54的體積，例如，空腔66的內(nèi)部高度大于螺母54的高度。因此，如圖3d所示，螺母54可相對于中心軸線z樞轉(zhuǎn)。因此，螺母54可容納相對于中心軸線z偏離中心或偏離軸線插入的緊固件40。由于如圖2所示，用于組裝電池組的緊固件可能相對較長，因此緊固件頭部處相對較小的未對準(zhǔn)可能導(dǎo)致緊固件尖端處的實(shí)質(zhì)性未對準(zhǔn)。因此，圖3a至圖3d所示的緊固件組件容納未對準(zhǔn)的緊固件的能力有助于魯棒性和易組裝性。

參考圖4a至圖4d，示出了根據(jù)本公開的緊固件組件的替代實(shí)施例。在該實(shí)施例中，安裝螺柱70從近端72延伸到遠(yuǎn)端74。安裝螺柱70包括外套筒76和內(nèi)套筒78，兩者都大體上沿著中心軸線z延伸。外套筒76和內(nèi)套筒78均為具有沿著中心軸線z延伸的中心孔的中空構(gòu)件。近端72(例如)通過焊接凸緣(在該視圖中未示出)連接到殼體壁80。內(nèi)套筒78的高度超過外套筒76的高度，使得在近端72處內(nèi)套筒78被保持在外套筒76內(nèi)，并且在遠(yuǎn)端74處內(nèi)套筒78從外套筒76突出。外套筒76可通過各種已知的技術(shù)(諸如，粘合劑、釬焊、緊固件、螺紋連接或任何其它合適的技術(shù))連接到內(nèi)套筒78。在替代實(shí)施例中，外套筒76和內(nèi)套筒78形成為一體件。內(nèi)套筒78靠近遠(yuǎn)端74設(shè)置有外螺紋部分82。

在遠(yuǎn)端74處，在內(nèi)套筒78中設(shè)置有凹腔或空腔84。螺母86被保持在空腔84中。圖4b示出了圖4a的詳細(xì)視圖a-a，如圖4b所示，空腔84的輪廓和螺母86的輪廓對應(yīng)以抑制螺母86圍繞中心軸線z的旋轉(zhuǎn)。

具有內(nèi)螺紋部分90的可移除的蓋88通過與外螺紋部分82接合而組裝到遠(yuǎn)端74上。可移除的蓋88部分地閉合內(nèi)套筒78的開口端，同時(shí)留出敞開的孔92以接納緊固件94?？梢瞥纳w88將螺母86保持在空腔84內(nèi)。

在優(yōu)選實(shí)施例中，空腔84的容積超過螺母86的體積，例如，空腔84的內(nèi)部高度大于螺母86的高度。因此，如圖4c所示，螺母86可相對于中心軸線z樞轉(zhuǎn)。因此，如圖4c所示，螺母86可容納相對于中心軸線z偏離中心或偏離軸線插入的緊固件94，同時(shí)產(chǎn)生合意的組裝(如圖4d所示)。如上面參照圖3a至圖3d所討論的，容納未對準(zhǔn)的緊固件的這種能力可提高組件的魯棒性。

對以上所述進(jìn)行變型當(dāng)然是可能的。作為示例，在圖4a至圖4d所示的實(shí)施例的變型中，可移除的蓋可通過釬焊或粘合劑而非螺紋連接被固定到內(nèi)套筒78，或者除螺紋連接之外還可通過釬焊或粘合劑被固定到內(nèi)套筒78。

現(xiàn)在參照圖5，以流程圖的形式示出了根據(jù)本公開的組裝機(jī)動車輛的部件的方法。如框100所示，提供緊固件、用于組裝的第一部件和用于組裝的第二部件。第二部件具有定位孔。如框102所示，第一部件和第二部件可以分別是電池組和殼體。

如框104所示，提供定位銷。定位銷具有第一端、第二端和靠近第二端的凹腔。凹腔用于保持螺母。如框106所示，提供步驟可包括將螺母設(shè)置在凹腔中，以及將蓋組裝在第二端上。蓋可通過螺紋連接、釬焊、粘合劑或其它合適的技術(shù)進(jìn)行組裝。

如框108所示，將定位銷的第一端連接到第一部件。第二端從第一部件突出。如框110所示，所述連接可包括在銷的第一端焊接焊接凸緣，所述焊接凸緣焊接到第一部件。

如框112所示，將定位銷的第二端插入到定位孔中，以將第二部件相對于第一部件定位和保持在期望的位置。

然后，如框114所示，將緊固件接合到螺母，以將第二部件保持在期望的位置。

可以看出，本公開提供了一種結(jié)合定位銷和安裝螺母的效用的緊固件組件，從而節(jié)省了空間。此外，本公開提供了一種具有能夠容納偏心的緊固件的螺母的緊固件組件，從而提高了魯棒性和易使用性。

盡管上文主要針對電池組組件討論了緊固件組件，但是應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)在其它應(yīng)用中使用時(shí)，根據(jù)本公開的實(shí)施例可提供類似的益處。

雖然上文描述了示例性實(shí)施例，但是并不意味著這些實(shí)施例描述了本發(fā)明的所有可能的形式。更確切地，說明書中使用的詞語是描述性詞語而非限制性詞語，應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以進(jìn)行各種變化。此外，可組合各個(gè)實(shí)施的實(shí)施例的特征以形成本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例。