用于牽引電池組件中的電池單元的支撐結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開涉及用于在車輛中使用的高電壓電池的熱管理系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]諸如電池電動車輛(BEV)、插電式混合動力電動車輛(PHEV)、輕度混合動力電動車輛(MHEV)或全混合動力電動車輛(FHEV)的車輛包含牽引電池(諸如，高電壓(HV)電池)，以用作車輛的推進源。HV電池可包括輔助管理車輛性能和操作的組件和系統(tǒng)。HV電池可包括在電池單元端子和互連器匯流條之間相互電連接的一個或更多個電池單元陣列。HV電池和周圍環(huán)境可包括輔助管理HV電池組件、系統(tǒng)和各個電池單元的溫度的熱管理系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]一種牽引電池組件包括具有相對的端面、相對的側(cè)面和底面的電池單元陣列。牽引電池組件還包括一對端板和一對側(cè)板，所述一對端板和所述一對側(cè)板被布置為形成圍繞所述端面和所述側(cè)面的四面封罩，并被構(gòu)造為壓緊并保持電池單元而不是機械地附著到電池單元或不覆蓋底面。所述側(cè)板部分地覆蓋電池單元陣列的上部。所述端板和所述側(cè)板中的每個可具有一對豎直的邊緣部，并可在各個邊緣部處機械地緊固到彼此。所述側(cè)板可限定平面，并且至少一個機械緊固件可被定向為與所述平面大致垂直。所述側(cè)板可具有下水平邊緣、上水平邊緣和至少一個斜加強肋，所述至少一個斜加強肋被構(gòu)造為從所述豎直的邊緣部與下水平邊緣相交的位置向上延伸到上水平邊緣。中間板可位于電池單元陣列的中央，機械地緊固到所述側(cè)板并被構(gòu)造為接收由所述側(cè)板產(chǎn)生的彎矩力。多個間隔件可位于相鄰的電池單元之間并包括從間隔件的上部伸出的凸塊，所述凸塊被構(gòu)造為使在電池單元陣列的相對的端面之間延伸的匯流條模塊定位并與所述匯流條模塊配合。所述端板中的每個端板可在所述端板的上部限定豎直定向的提升孔，所述提升孔被構(gòu)造為被安裝工具抓取。
[0004]一種車輛包括具有相對的端面、相對的側(cè)面、底面和頂面的電池單元陣列。車輛還包括與所述相對的端面相對應的一對端板和與所述相對的側(cè)面相對應的一對側(cè)板。所述端板和所述側(cè)板被構(gòu)造為在所述端板和所述側(cè)板之間壓緊并保持電池單元陣列而不是機械地緊固到電池單元陣列。車輛還包括多個間隔件，每個間隔件位于相鄰的電池單元之間并包括在頂面之上伸出的凸塊，所述凸塊被構(gòu)造為定位匯流條模塊并與匯流條模塊配合，并且每個間隔件限定下脊部，所述下脊部被構(gòu)造為在底面之上的電池單元的一部分處接觸并支撐所述相鄰的電池單元。每個間隔件還可限定上脊部，所述上脊部被構(gòu)造為在頂面之下的電池單元的一部分處接觸所述相鄰的電池單元，使得下脊部和上脊部在豎直方向上保持電池單元。所述側(cè)板可限定上部和在所述上部的任意一端處豎直定向的容納孔，所述上部被構(gòu)造為覆蓋電池單元的頂面的一部分，所述容納孔被構(gòu)造為容納機械緊固件并在側(cè)板與電池單元之間形成(develop)由機械緊固件壓緊所產(chǎn)生的負載。一對電介質(zhì)軌道可位于側(cè)板的上部與電池單元陣列的頂面之間并可具有使得在底面與底面之下的表面之間產(chǎn)生力的厚度。電介質(zhì)軌道在電介質(zhì)軌道的跨距中間處的厚度可比在電介質(zhì)軌道的相對的兩端處的厚度大。所述表面可以是熱板的與電池單元陣列熱連通的上部。中間板可位于電池單元陣列的中央，機械地緊固到所述側(cè)板，被構(gòu)造為接收由所述側(cè)板的彎矩產(chǎn)生力，并在所述中間板的上部限定被構(gòu)造為由工具抓取的豎直提升孔。
[0005]一種牽引電池組件包括具有限定封裝的相對的端面、相對的側(cè)面、頂面和底面的電池單元陣列。牽引電池組件還包括與電池單元熱連通并被構(gòu)造為引導熱流體在其中流動的熱板。牽引電池組件還包括位于封裝的外部的四面的支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)包括相對的端板和相對的側(cè)板，所述端板和側(cè)板被構(gòu)造為在端板和側(cè)板之間壓緊并保持電池單元而不是機械地緊固到電池單元。所述側(cè)板包括覆蓋頂面的一部分并沿著所述頂面的一部分延伸的上部，使得上部和熱板分別產(chǎn)生壓迫所述頂面和底面的豎直力。多個間隔件可位于相鄰的電池單元之間并限定上脊部和下脊部，所述上脊部和下脊部被構(gòu)造為分別接觸其兩者之間的電池單元的上邊緣和下邊緣并保持所述電池單元。端板和側(cè)板可限定連接孔，連接孔被定向為與電池單元的長度方向大致平行并位于封裝外部的支撐結(jié)構(gòu)的四個角處，并且連接孔可被構(gòu)造為容納緊固件以將端板和側(cè)板機械地連接到彼此。端板和側(cè)板可限定連接孔，連接孔被定向為與電池單元的高度方向大致平行并位于封裝外部的支撐結(jié)構(gòu)的四個角處，并且連接孔可被構(gòu)造為容納緊固件以將端板和側(cè)板機械地連接到彼此。所述側(cè)板可至少部分地接觸電池單元陣列的各個相對的側(cè)面。中間板可位于電池單元陣列的中央并連接到每個側(cè)板的大致中央的部分，并且中間板可被構(gòu)造為轉(zhuǎn)移施加到電池單元陣列的壓緊力。側(cè)板可限定至少一個斜加強肋，所述至少一個斜加強肋從側(cè)板的下水平邊緣延伸到側(cè)板的上部上的與端板和中間板大致等距的位置。
【附圖說明】
[0006]圖1是電池電動車輛的示意圖。
[0007]圖2是用于圖1中的車輛的牽引電池的熱管理系統(tǒng)的一部分的透視圖。
[0008]圖3是牽引電池組件的一部分的透視圖。
[0009]圖4A是另一牽引電池組件的一部分的透視圖，包括具有外支撐結(jié)構(gòu)和電池單元陣列的電池組件。
[0010]圖4B是圖4A的電池組件的電池單元陣列的透視圖。
[0011]圖5是圖4A的電池組件的端板的透視圖。
[0012]圖6是圖4A的電池組件的側(cè)板的透視圖。
[0013]圖7是圖4A的電池組件的中間板的透視圖。
[0014]圖8是圖4A的電池組件的間隔件的透視圖。
[0015]圖9是圖4A的電池組件的電池單元的透視圖。
[0016]圖10是圖8的間隔件和兩個電池單元的側(cè)視圖。
[0017]圖11是圖4A的電池組件的電介質(zhì)軌道的透視圖。
[0018]圖12是又一牽引電池組件的一部分的透視圖，包括具有外支撐結(jié)構(gòu)和電池單元陣列的多個電池組件。
【具體實施方式】
[0019]在此描述了本公開的實施例。然而，應理解的是，公開的實施例僅為示例并且其它實施例可采用多種和替代的形式。附圖不一定按比例繪制；可夸大或最小化一些特征以示出特定部件的細節(jié)。因此，在此所公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細節(jié)不應被解釋為限制，而僅作為用于教導本領域技術人員以多種形式使用本發(fā)明的代表性基礎。如本領域的普通技術人員將理解的，參照任一附圖示出和描述的多個特征可與一個或更多個其它附圖中示出的特征組合以產(chǎn)生未明確示出或描述的實施例。示出的特征的組合提供用于典型應用的代表性實施例。然而，與本公開的教導一致的特征的多種組合和變型可期望用于特定應用或?qū)嵤?br>[0020]圖1描述了典型的插電式混合動力電動車輛(PHEV)的示意圖。典型的插電式混合動力電動車輛12可包括機械地連接到混合動力傳動裝置16的一個或更多個電機14。電機14能夠作為馬達或發(fā)電機運轉(zhuǎn)。此外，混合動力傳動裝置16機械地連接到發(fā)動機18?；旌蟿恿鲃友b置16還機械地連接到驅(qū)動軸20，驅(qū)動軸20機械地連接到車輪22。當發(fā)動機18開啟或關閉時，電機14能夠提供推進和減速能力。電機14還用作發(fā)電機，并且能夠通過回收在摩擦制動系統(tǒng)中通常將作為熱損失掉的能量而提供燃料經(jīng)濟效益。由于混合動力電動車輛12可在一定條件下按照電動模式或混合動力模式運轉(zhuǎn)以減少車輛12的整體燃料消耗，因此電機14還可減少污染物排放。
[0021]牽引電池或電池包(battery pack) 24儲存并提供可以被電機14使用的能量。牽引電池24通常從牽引電池24中的一個或更多個電池單元陣列(有時稱為電池單元堆)提供高電壓直流(DC)輸出。電池單元陣列可包括一個或更多個電池單元。牽引電池24通過一個或更多個接觸器(未示出)電連接到一個或更多個電力電子模塊26。所述一個或更多個接觸器在斷開時使牽引電池24與其它組件隔離，并在閉合時將牽引電池24連接到其它組件。電力電子模塊26還電連接到電機14，并且在牽引電池24和電機14之間提供雙向傳輸電能的能力。例如，典型的牽引電池24可以提供DC電壓，而電機14可能需要三相交流(AC)電壓來運轉(zhuǎn)。電力電子模塊26可以將DC電壓轉(zhuǎn)換為電機14所需要的三相AC電壓。在再生模式下，電力電子模塊26可以將來自用作發(fā)電機的電機14的三相AC電壓轉(zhuǎn)換為牽引電池24所需要的DC電壓。在此的描述同樣適用于純電動車輛。對于純電動車輛，混合動力傳動裝置16可以是連接到電機14的齒輪箱并且發(fā)動機18可以不存在。
[0022]牽引電池24除了提供用于推進的能量之外，還可以提供用于其它車輛電氣系統(tǒng)的能量。典型的系統(tǒng)可包括將牽引電池24的高電壓DC輸出轉(zhuǎn)換為與其它車輛負載兼容的低電壓DC供應的DC/DC轉(zhuǎn)換器模塊28。其它高電壓負載(例如，壓縮機和電加熱器)可直接連接到高電壓而不使用DC/DC轉(zhuǎn)換器模塊28。在典型的車輛中，低電壓系統(tǒng)電連接到輔助電池30 (例如，12V電池)。
[0023]電池電控制模塊(BECM) 33可與牽引電池24通信。BECM 33可用作牽引電池24的控制器，并且還可包括管理每個電池單元的溫度和荷電狀態(tài)的電子監(jiān)控系統(tǒng)。牽引電池24可具有溫度傳感器31，例如