本公開(kāi)涉及一種電動(dòng)車(chē)輛的電池組。該電池組包括具有冷卻板和連接到冷卻板的端蓋的冷卻板總成。端蓋包括內(nèi)部歧管，該內(nèi)部歧管用于流體連接設(shè)置于冷卻板內(nèi)部的冷卻回路的相鄰流體通道。

背景技術(shù)：

減少汽車(chē)燃料消耗和排放的必要性是眾所周知的。因此，正在開(kāi)發(fā)降低或完全消除對(duì)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的依賴(lài)的車(chē)輛。電動(dòng)車(chē)輛是目前正在為此目的而開(kāi)發(fā)的一種類(lèi)型的車(chē)輛。在一般情況下，電動(dòng)車(chē)輛不同于常規(guī)機(jī)動(dòng)車(chē)輛，因?yàn)樗鼈冞x擇性地由一個(gè)或多個(gè)電池供電的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。常規(guī)機(jī)動(dòng)車(chē)輛，相比之下，完全依靠?jī)?nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛。

一種用于為電機(jī)和其它電力負(fù)載供電的高電壓電池組通常包括多個(gè)電池單元。電池單元在充電和放電操作期間放出熱量。通常希望從電池組排出該熱量來(lái)提高電池單元的容量和壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一種根據(jù)本公開(kāi)的示例性方面的總成包括，除其它方面外，包括冷卻回路的冷卻板、連接到冷卻板的第一端蓋和位于第一端蓋內(nèi)并被配置為流體連接冷卻回路的第一流體通道和第二流體通道的第一歧管。

在上述總成的進(jìn)一步的非限制性實(shí)施例中，第二端蓋在冷卻板與第一端蓋的相對(duì)端連接到冷卻板。

在任一前述的總成的進(jìn)一步的非限制性實(shí)施例中，第二歧管形成于第二端蓋內(nèi)部并被配置為將第二流體通道流體連接到冷卻回路的第三流體通道。

在任一上述總成中的進(jìn)一步的非限制性實(shí)施例中，第一歧管被彎曲以將冷卻劑流從第一流體通道轉(zhuǎn)換到第二流體通道。

在任一上述總成中的進(jìn)一步的非限制性實(shí)施例中，冷卻回路在冷卻板內(nèi)構(gòu)建蛇形通道。

在任一上述總成中的進(jìn)一步的非限制性實(shí)施例中，入口和出口被集成到第一端蓋中。

在任一上述總成中的進(jìn)一步的非限制性實(shí)施例中，入口和出口各自連接到接頭上。

在任一上述總成中的進(jìn)一步的非限制性實(shí)施例中，第二歧管連接在入口和冷卻回路的第三流體通道之間。

在任一上述總成中的進(jìn)一步的非限制性實(shí)施例中，第三歧管連接在出口和冷卻回路的第四流體通道之間。

在任何上述總成中的進(jìn)一步的非限制性實(shí)施例中，入口形成在第一端蓋中，并且出口形成在第二端蓋中。

一種根據(jù)本公開(kāi)的另一示例性方面的電池組包括，除其他方面外，包括冷卻板的冷卻板總成、和連接到冷卻板上的端蓋。該端蓋包括內(nèi)部歧管、入口和出口。電池陣列被設(shè)置為相對(duì)于冷卻板總成。

在上述電池組的進(jìn)一步的非限制性實(shí)施例中，電池陣列包括與冷卻板相連的多個(gè)電池單元。

在任一上述電池組的進(jìn)一步的非限制性實(shí)施例中，冷卻板包括具有第一流體通道和第二流體通道的冷卻回路。

在任一上述電池組的進(jìn)一步的非限制性實(shí)施例中，壁將第一流體通道與第二流體通道隔開(kāi)。

在任一上述電池組的進(jìn)一步的非限制性實(shí)施例中，第一流體通道和第二流體通道通過(guò)內(nèi)部歧管流體連接。

在任一上述電池組的進(jìn)一步的非限制性實(shí)施例中，第一流體通道和第二流體通道限定出蛇形通道。

在任一上述電池組的進(jìn)一步的非限制性實(shí)施例中，內(nèi)部歧管是彎曲的。

在任一上述電池組的進(jìn)一步的非限制性實(shí)施例中，第二內(nèi)部歧管連接到入口。

在任一上述電池組的進(jìn)一步的非限制性實(shí)施例中，第三內(nèi)部歧管連接到出口。

根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)示例性方面的方法包括，除其他方面外，將冷卻劑傳送通過(guò)電池組的冷卻板內(nèi)形成的第一流體通道，并通過(guò)將冷卻劑傳送到與冷卻板連接的后蓋內(nèi)形成的歧管中來(lái)使冷卻劑從第一流體通道轉(zhuǎn)換到第二流體通道。

前述段落中的實(shí)施例、示例和替代方案、權(quán)利要求書(shū)、或下面的描述和附圖，包括它們各個(gè)方面或各自獨(dú)立的特征中的任何一個(gè)，可以獨(dú)立地或以任何組合方式地被使用。結(jié)合一個(gè)實(shí)施例描述的特征也適用于所有實(shí)施例，除非這些特征是不相容的。

從下面的具體實(shí)施方式中，本公開(kāi)的各種特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。伴隨具體實(shí)施方式的附圖可簡(jiǎn)要描述如下。

附圖說(shuō)明

圖1示意性示出了電動(dòng)車(chē)輛的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)；

圖2示出了電動(dòng)車(chē)輛的電池組；

圖3示出了電池組的冷卻板總成；

圖4示出了冷卻板總成的入口和出口的示例性結(jié)構(gòu)；

圖5示出了冷卻板總成的進(jìn)口和出口的另一示例性結(jié)構(gòu)；

圖6示出了另一示例性冷卻板總成。

具體實(shí)施方式

本公開(kāi)詳述了示例性的用于電動(dòng)車(chē)輛的電池組設(shè)計(jì)。冷卻板總成可以用于熱管理由電池組的電池單元產(chǎn)生的熱量。在一些實(shí)施例中，冷卻板總成包括冷卻板和連接到冷卻板的端蓋。端蓋內(nèi)部形成的歧管被配置為流體連接設(shè)置在冷卻板內(nèi)的冷卻回路的第一和第二流體通道。在其它實(shí)施例中，入口和出口被集成到端蓋中。這些特征和其它特征在本具體實(shí)施方式下面的段落中會(huì)進(jìn)行更詳細(xì)地討論。

圖1示意性示出了用于電動(dòng)車(chē)輛12的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)10。雖然作為混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛(HEV)來(lái)描述，但是應(yīng)該理解的是，這里描述的概念并不局限于混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛并可以擴(kuò)展至其他電動(dòng)車(chē)輛，包括，但不限于，插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛(PHEV)電池電動(dòng)車(chē)輛(BEV)和燃料電池車(chē)輛。

在一個(gè)非限制性的實(shí)施例中，動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)10是采用第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力分配動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)14和發(fā)電機(jī)18(即，第一電機(jī))的組合。第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括至少一馬達(dá)22(即，第二電機(jī))、發(fā)電機(jī)18和電池組24。在本示例中，第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)被認(rèn)為是動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)10的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生扭矩來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車(chē)輛12的一組或多組車(chē)輛驅(qū)動(dòng)輪28。雖然示出了動(dòng)力分配結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明可擴(kuò)展至任何混合動(dòng)力或電動(dòng)車(chē)輛，包括全混合動(dòng)力車(chē)輛、并聯(lián)混合動(dòng)力車(chē)輛、串聯(lián)混合動(dòng)力車(chē)輛、輕混合動(dòng)力車(chē)輛或微混合動(dòng)力車(chē)輛。

發(fā)動(dòng)機(jī)14——其在一個(gè)實(shí)施例中是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，以及發(fā)電機(jī)18可通過(guò)動(dòng)力傳輸單元30連接，動(dòng)力傳輸單元30是諸如行星齒輪組。當(dāng)然，其他類(lèi)型的動(dòng)力傳輸單元，包括其他齒輪組和變速器，可被用以將發(fā)動(dòng)機(jī)14連接到發(fā)電機(jī)18上。在一個(gè)非限制性的實(shí)施例中，動(dòng)力傳輸單元30是行星齒輪組，其包括環(huán)形齒輪32、中心齒輪34和行星齒輪架36。

發(fā)電機(jī)18可通過(guò)動(dòng)力傳輸單元30由發(fā)動(dòng)機(jī)14驅(qū)動(dòng)從而將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能。發(fā)電機(jī)18可以替代地用作馬達(dá)以將電能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能，從而輸出扭矩到連接到動(dòng)力傳輸單元30的軸38。由于發(fā)電機(jī)18被可操作地連接到發(fā)動(dòng)機(jī)14上，所以發(fā)動(dòng)機(jī)14的轉(zhuǎn)速可由發(fā)電機(jī)18來(lái)控制。

動(dòng)力傳輸單元30的環(huán)形齒輪32可以連接到軸40，軸40通過(guò)第二動(dòng)力傳輸單元44連接到車(chē)輛驅(qū)動(dòng)輪28。第二動(dòng)力傳輸單元44可以包括具有多個(gè)齒輪46的齒輪組。其他動(dòng)力傳輸單元也是合適的。齒輪46將扭矩從發(fā)動(dòng)機(jī)14傳遞到差速器48，以最終為車(chē)輛驅(qū)動(dòng)輪28提供牽引力。差速器48可包括多個(gè)齒輪，該多個(gè)齒輪可以將扭矩傳遞給車(chē)輛驅(qū)動(dòng)輪28。在一個(gè)實(shí)施例中，第二動(dòng)力傳輸單元44通過(guò)差速器48被機(jī)械地連接到車(chē)軸50上從而將扭矩分配給車(chē)輛驅(qū)動(dòng)輪28。

馬達(dá)22也可以通過(guò)輸出扭矩到也被連接到第二動(dòng)力傳輸單元44的軸52被用來(lái)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛驅(qū)動(dòng)輪28。在一個(gè)實(shí)施例中，馬達(dá)22和發(fā)電機(jī)18配合作為再生制動(dòng)系統(tǒng)的一部分，在再生制動(dòng)系統(tǒng)中馬達(dá)22和發(fā)電機(jī)18都可以用作馬達(dá)來(lái)輸出扭矩。例如，馬達(dá)22和發(fā)電機(jī)18可以各自輸出電力給電池組24。

電池組24是示例性電動(dòng)車(chē)輛電池。電池組24可以是高電壓牽引電池組，其包括多個(gè)能夠輸出電力以操作電動(dòng)車(chē)輛12的馬達(dá)22、發(fā)電機(jī)18和/或其它電負(fù)載的電池總成25(即，電池陣列或電池單元群組)。其它類(lèi)型的能量存儲(chǔ)設(shè)備和/或輸出設(shè)備也可用來(lái)為電動(dòng)車(chē)輛12供電。

在一個(gè)非限制性的實(shí)施例中，電動(dòng)車(chē)輛12有兩個(gè)基本的操作模式。電動(dòng)車(chē)輛12可在電動(dòng)車(chē)輛(EV)模式下運(yùn)行，這時(shí)馬達(dá)22被用來(lái)(一般沒(méi)有來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)14的輔助)車(chē)輛推進(jìn)，從而消耗電池組24的荷電狀態(tài)直到其在某些駕駛模式/周期下最大容許的放電率。EV模式是電動(dòng)車(chē)輛12運(yùn)行的電荷消耗模式的示例。在EV模式期間，電池組24的荷電狀態(tài)在某些情況下可能會(huì)增加，例如，由于一段時(shí)間的再生制動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)在默認(rèn)EV模式下通常是關(guān)閉的，但是基于車(chē)輛狀態(tài)必要的條件下或駕駛員允許的情況下是可以被操作的。

電動(dòng)車(chē)輛12還可以在混合動(dòng)力(HEV)模式運(yùn)行，這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)14和電動(dòng)機(jī)22都用于車(chē)輛推進(jìn)。HEV模式是車(chē)輛12運(yùn)行的電荷保持模式的示例。在HEV模式期間，電動(dòng)車(chē)輛12可以通過(guò)增加發(fā)動(dòng)機(jī)14的推進(jìn)來(lái)減少馬達(dá)22推進(jìn)使用從而保持電池組24的荷電狀態(tài)處在恒定或大致恒定的水平。電動(dòng)車(chē)輛12可以在本公開(kāi)的范圍之內(nèi)除了EV和HEV模式外的其它運(yùn)行模式下運(yùn)行。

圖2示出了可在電動(dòng)車(chē)輛內(nèi)使用的電池總成24的一部分。例如，電池組24可以是圖1中電動(dòng)車(chē)輛12的一部分。電池組24包括多個(gè)為電動(dòng)車(chē)輛12的各種電力負(fù)載提供電力的電池單元56。雖然圖2中示出了特定數(shù)量的電池單元56，但是電池組24可以在本公開(kāi)的范圍內(nèi)采用更少或更多數(shù)量的電池單元。換句話說(shuō)，本公開(kāi)不局限于圖2中所示的具體結(jié)構(gòu)。

電池單元56可以沿縱向軸線A并行堆疊以構(gòu)造電池單元56的群組，有時(shí)被稱(chēng)為“電池堆”。在一個(gè)非限制性的實(shí)施例中，電池組24包括電池單元56的兩個(gè)獨(dú)立的群組(即兩個(gè)電池堆)。

在另一個(gè)非限制性實(shí)施例中，電池單元56是棱柱形鋰離子電池。然而，具有其它幾何形狀(圓柱形、袋狀等)、其它化學(xué)組成(鎳金屬氫化物、鉛-酸等)或兼具兩者的電池單元在本公開(kāi)的范圍內(nèi)被替代性地使用。

在又一個(gè)非限制性實(shí)施例中，隔片58——其可以替代地作為分隔件或間隔件——可位于電池單元56的每一個(gè)群組的相鄰電池單元56之間。隔片58可以包括耐熱的和電絕緣的塑料和/或泡沫。電池單元56和隔片58，與任何其他支撐結(jié)構(gòu)(例如桿、壁、板等)，可以一起被統(tǒng)稱(chēng)為電池陣列60。圖2中示出了兩個(gè)電池陣列60；然而，電池組24可以?xún)H包括單個(gè)電池陣列或兩個(gè)以上的電池陣列。

外殼65通?？梢試@電池組24的每個(gè)電池陣列60。外殼65包括布置以大體圍繞電池陣列60的多個(gè)壁67。

每個(gè)電池陣列60與冷卻板總成62相對(duì)設(shè)置。在一個(gè)實(shí)施例中，絕熱材料可設(shè)置在冷卻板總成62和電池陣列60之間。冷卻板總成62具有為每一個(gè)電池陣列60的電池單元56進(jìn)行熱管理的功能。例如，熱量可以在充電操作、放電操作、極端的環(huán)境條件或其它條件下由電池單元56產(chǎn)生并釋放。常常希望從電池組24除去熱量來(lái)提高電池單元56的容量和壽命。冷卻板總成62，其也可以被稱(chēng)作熱交換板，被配置用來(lái)將熱量從電池單元56導(dǎo)出。換言之，冷卻板總成62充當(dāng)從熱源(即，電池單元56)除去熱量的熱同步器。

示例性冷卻板總成62在圖3中示出(同時(shí)繼續(xù)參考圖2)。冷卻板總成62包括冷卻板64、連接在冷卻板64的第一端部70A的第一端蓋66和連接在冷卻板64的第二、相對(duì)端70B的第二端蓋68。在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，第一和第二端蓋66、68是與冷卻板64分離的結(jié)構(gòu)，并且可以被以焊接、粘合、機(jī)械地緊固或其它方式安裝到冷卻板64上。

冷卻板64以及第一和第二端蓋66、68可以是擠壓件；然而，其他的制造技術(shù)也可以被預(yù)期。在另一個(gè)非限制性實(shí)施例中，冷卻板總成62由鋁制成。其它材料也可以適用于構(gòu)建冷卻板總成62。

冷卻板總成62的冷卻板64可包括內(nèi)部冷卻回路75，內(nèi)部冷卻回路75用于將冷卻劑C進(jìn)行循環(huán)從而對(duì)電池組24的電池單元56進(jìn)行熱調(diào)節(jié)。冷卻劑C可以是常規(guī)類(lèi)型的冷卻劑混合物，例如水與乙二醇混合物。然而，其他的冷卻劑，包括氣體，也預(yù)期在本公開(kāi)的范圍內(nèi)。

在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，冷卻回路75包括多個(gè)在冷卻板64內(nèi)延伸的流體通道72A、72B、72C和72D。流體通道72可以彼此連接以建立用于將冷卻劑C傳送通過(guò)冷卻板總成62的蛇形通道。壁設(shè)置在冷卻板64內(nèi)以將相鄰流體通道彼此分離。例如，第一壁74A可以分離流體通道72A和72B，第二壁74B可以分離流體通道72B和72C，以及第三壁74C可以分離流體通道72C和72D。

本公開(kāi)內(nèi)容不限于圖3中所示的特定的冷卻回路結(jié)構(gòu)。換言之，冷卻回路75可以包括更多或更少的流體通道和壁，并且這些流體通道和壁可以以不同的結(jié)構(gòu)排布，以提供多種不同的冷卻劑流動(dòng)方案。除其他的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以外，冷卻回路75的實(shí)際設(shè)計(jì)可以取決于電池組24的冷卻需求。

在另一個(gè)非限制性實(shí)施例中，多個(gè)歧管，或通道，可形成于第一和第二端蓋66、68內(nèi)部。例如，第一端蓋66可以包括歧管76A、76B和76C，并且第二端蓋68可以包括歧管76D和76E。歧管76A-76E可流體連接冷卻回路75的一個(gè)或多個(gè)流體通道72A-72D至其他流體通道72A-72D。流體通道72A-72D、壁74A-74C和歧管76A-76E結(jié)合以便以降低壓力降和提高整個(gè)冷卻板64的溫度分布的方式使冷卻劑C有效地分配通過(guò)冷卻板總成62。

第一端蓋66可以包括入口78和出口80。入口78和出口80可以都被集成到第一端蓋66中，或與第一端蓋66一體成型。在另一非限制性實(shí)施例中，入口78和出口80可以是第二端蓋68的一部分(參見(jiàn)，例如，圖4)。在又一個(gè)非限制性的實(shí)施例中，入口78和出口80中的一個(gè)被集成到第一端蓋66中，并且入口78和出口80中的另一個(gè)被集成到第二端蓋68中(參見(jiàn)，例如，圖5)。

仍主要參照?qǐng)D3，現(xiàn)在將詳細(xì)說(shuō)明采用上述冷卻板總成62對(duì)電池組24的電池單元56進(jìn)行熱管理的示例性方法。首先，冷卻劑C可以被引導(dǎo)到入口78，并進(jìn)入第一端蓋66。歧管76A連接在入口78和流體通道72A之間，因此被配置為將冷卻劑C傳送到流體通道72A中。冷卻劑C接下來(lái)在進(jìn)入第二端蓋68的歧管76D之前可以通過(guò)流體通道72A在方向D1上循環(huán)。歧管76D可以彎曲，以減少當(dāng)冷卻劑C從流體通道72A轉(zhuǎn)換到流體通道72B時(shí)的流體阻力。

接下來(lái)，冷卻劑C在進(jìn)入第一端蓋66的歧管76B之前通過(guò)流體通道72B進(jìn)入與方向D1相反的方向D2。歧管76B也可以被彎曲，以減少當(dāng)冷卻劑C從流體通道72B轉(zhuǎn)換到流體通道72C時(shí)的流體阻力。冷卻劑C在進(jìn)入第二端蓋68的歧管76E之前可以在方向D1上通過(guò)流體通道72C行進(jìn)，歧管76E也可被彎曲以有效地將冷卻劑C從流體通道72C轉(zhuǎn)換到流體通道72D。最后，冷卻劑C可以通過(guò)流體通道72D在方向D2上傳送并進(jìn)入歧管76C中，之后通過(guò)出口80離開(kāi)冷卻板總成62。盡管未示出，但離開(kāi)出口80的冷卻劑C可以被傳送到散熱器或一些其它熱交換裝置中，被冷卻，然后在封閉的循環(huán)中返回到入口78。

圖6示出了另一示例性冷卻板總成162。冷卻板總成162類(lèi)似于圖3的冷卻板總成62，但包括額外的特征。在本實(shí)施例中，冷卻板總成162包括冷卻板164和至少一個(gè)連接到冷卻板164的端蓋166。端蓋166可包括用于將冷卻劑引導(dǎo)入和引導(dǎo)出冷卻板164的入口接頭190和出口接頭192。入口接頭190包括入口178，并且出口接頭192包括出口180。入口和出口接頭190、192可以與端蓋166一體成型。軟管194可以連接到入口178和出口180上用于傳送冷卻劑C。

雖然不同的非限制性實(shí)施例以具有特定的部件或步驟的方式示出，但本公開(kāi)的實(shí)施例并不限于這些特定的組合。將非限制性實(shí)施例中的任一部件或特征與來(lái)自其它非限制性實(shí)施例的任一特征或部件組合使用也是可能的。

應(yīng)當(dāng)理解的是，同樣的附圖標(biāo)記在幾幅附圖中代表相同或相似的元件。應(yīng)當(dāng)理解的是，盡管公開(kāi)了特定的部件排布，并在這些示例性實(shí)施例中示出，其它排布方式也可以從本公開(kāi)的教導(dǎo)中受益。

前面的描述應(yīng)以說(shuō)明性的而不是以任何限制性的方式進(jìn)行解釋。本領(lǐng)域的普通技術(shù)的人員將理解，某些修改可能落入本發(fā)明的范圍之內(nèi)。由于這些原因，下面的權(quán)利要求應(yīng)該被研究以確定本發(fā)明的真實(shí)范圍和內(nèi)容。