CN104442343A - 电动车辆蓄电池附接总成和方法 - Google Patents

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Abstract

一种连接电动车辆蓄电池的示例方法，包括焊接终端的平台和母线，以及在焊接期间按压终端的平台和母线相互抵靠。该平台沿第一平面，且终端的基部沿着与第一平面隔开的第二平面。

Description

电动车辆蓄电池附接总成和方法
技术领域
本公开主要涉及电动车辆蓄电池，且更特别地，涉及电连接母线至电动车辆蓄电池的终端。
背景技术
通常，电动车辆和常规的机动车辆不同，因为使用一个或多个蓄电池动力的电机选择性地驱动电动车辆。与此不同，常规的机动车辆完全依赖内燃发动机以驱动车辆。电动车辆可使用电机代替内燃发动机，或者除了内燃发动机以外可以使用电机。
示例电动车辆包括混合动力车辆(hybrid electric vehicles，HEV)、插电式混合动力车辆(plug-in hybrid electric vehicles，PHEV)和蓄电池电动车辆(battery electric vehicles，BEV)。电动车辆一般装备有含有多个蓄电池单元的蓄电池组，其存储电力用于为电机提供能量。可在使用前将该蓄电池单元充电，且在驾驶期间通过再生制动装置或发动机将其再次充电。
经常使用母线以电连接该蓄电池组的蓄电池单元。使用例如螺栓和螺母这样的螺纹连接固定母线是耗时的，因为用来将螺母固定至双头螺栓或螺栓所需的大量的连接和所需的时间。由于装配公差累加，因此经常难以使双头螺栓的组装自动化。进一步，过度扭转和螺纹错扣会损害该螺纹连接。
发明内容
根据本公开的一个示例性方面的一种连接电动车辆蓄电池的方法除其他方面以外包括：焊接终端的平台(landing)至母线，且在焊接期间使终端的平台和母线相互抵靠而将其按压。该平台沿第一平面，且该终端的基部沿着与该第一平面隔开的第二平面。
在前述方法的进一步的非限制性实施例中，该方法包括将终端固定至与蓄电池关联的集流体。
在任一前述方法的进一步的非限制性实施例中，该方法包括在按压期间采用台阶(step)支承该平台。
在任一前述方法的进一步的非限制性实施例中，该台阶包含终端夹持器的台阶。
在任一前述方法的进一步的非限制性实施例中，该焊接包含激光焊接。
在任一前述方法的进一步的非限制性实施例中，该焊接产生搭接接头。
在任一前述方法的进一步的非限制性实施例中，该方法包括通过平台下的开放区域通风，以移除在焊接期间产生的热能。
根据本公开的一示例性方面的电动车辆蓄电池总成，除其他方面以外包括终端、母线、将母线固定至终端的激光焊接的搭接接头。
在前述电动车辆蓄电池总成的进一步的非限制性实施例中，该终端包含平台和基部，该终端的平台固定至母线，且该终端的基部固定至蓄电池单元的集流体。该平台沿第一平面，且该基部沿与该第一平面隔开的第二平面。
在任一前述电动车辆蓄电池总成的进一步的非限制性实施例中，该总成包括支承该终端的平台的台阶。
在任一前述电动车辆蓄电池总成的进一步的非限制性实施例中，该台阶形成于终端夹持器中。
在任一前述电动车辆蓄电池总成的进一步的非限制性实施例中，将平台和终端夹持器隔开以提供平台之下的开放区域。
在任一前述电动车辆蓄电池总成的进一步的非限制性实施例中，该平台是平面的。
根据本公开的一示例性方面的蓄电池终端，除其他方面以外包括将蓄电池终端固定至母线的平台、将蓄电池终端固定至蓄电池单元的集流体的基部。该平台沿第一平面且基部沿与第一平面隔开的第二平面。
在前述蓄电池终端的进一步的非限制性实施例中，该终端包括用来支承该终端的平台的台阶。
在任一前述蓄电池终端的进一步的非限制性实施例中，该台阶形成于终端夹持器中。
在任一前述蓄电池终端的进一步的非限制性实施例中，将该平台和集流体隔开以提供平台之下的开放区域。
在任一前述蓄电池终端的进一步的非限制性实施例中，采用激光焊接的搭接接头将该平台固定至母线。
附图说明
由以下具体实施方式，所公开的示例的各种特征和优点对本领域技术人员来说将变得显而易见。伴随具体实施方式的附图可以简要说明如下：
图1说明了示例电动车辆动力传动系统的示意图。
图2说明了图1的电动车辆动力传动系统内的示例蓄电池组的高度示意性透视图。
图3说明了图2的蓄电池组和母线模块的高度示意性侧视图。
图4说明了安装于图2的蓄电池组的电流连接器的终端的透视图。
图5说明了图4的终端的分解侧视图。
图6说明了图3的蓄电池组和母线模块的透视横截面图。
图7说明了另一个示例蓄电池组和母线模块的高度示意性侧视图。
具体实施方式
图1示意性说明了电动车辆的动力传动系统10。尽管被描述为混合动力车辆(HEV)，但应理解本文中所述的概念并不限于HEV，且可扩展至其他电气化车辆，包括但不限于插电式混合动力车辆(PHEV)和蓄电池电动车辆(BEV)。
在一个实施例中，动力传动系统10是利用第一驱动系统和第二驱动系统的动力传动系统。第一驱动系统包括发动机14和发电机18(即第一电机)的组合。第二驱动系统至少包括电动机22(即第二电机)、发电机18和蓄电池组24。在此示例中，认为第二驱动系统是动力传动系统10的电力驱动系统。该第一和第二驱动系统产生扭矩以驱动该电动车辆的一组或多组车辆主动轮28。
可通过动力传输单元30——例如行星齿轮组——连接在该示例中是内燃发动机的发动机14和发电机18。当然，可使用其他种类的动力传输单元——包括其他的齿轮组和传输以连接发动机14和发电机18。在一个非限制性实施例中，动力传输单元30是行星齿轮组，该行星齿轮组包括环形齿轮32、太阳齿轮34和支架总成36。
可由发动机14通过动力传输单元30驱动发电机18以将动能转变为电能。该发电机18可备选地充当电动机以将电能转变为动能，由此输出扭矩至连接至动力传输单元30的轴38。因为发电机18操作性地连接至发动机14，所以可通过发电机18控制发动机14的速度。
可将动力传输单元30的环形齿轮32连接至轴40，该轴40通过第二动力传输单元44连接至车辆主动轮28。该第二动力传输单元44可包括具有多个齿轮46的齿轮组。其他动力传输单元也可是合适的。该齿轮46将扭矩从发动机14传输至差速器48以最终向车辆主动轮28提供牵引力。该差速器48可包括多个使扭矩能够传输至车辆主动轮28的齿轮。在此示例中，通过差速器48，将第二动力传输单元44机械耦接至轮轴50以分配扭转至车辆主动轮28。
还可通过输出扭矩至也连接至第二动力传输单元44的轴52，利用电动机22(即第二电机)以驱动车辆主动轮28。在一个实施例中，电动机22和发电机18作为再生制动系统的一部分共同作用，在再生制动系统中，可将电动机22和发电机18两者用作电动机以输出扭矩。例如，电动机22和发电机18均可通过母线56输出电力至蓄电池组24。
蓄电池组24是示例类型的电动车辆蓄电池总成。该蓄电池组24可为高电压蓄电池，其能够输出电力以操作电动机22和发电机18。还可将其他类型的能量存储装置和/或输出装置和电动车辆一起使用。
现在参考图2和3，该蓄电池组24包括多个蓄电池单元60。该蓄电池单元60存储能量。母线56将多个蓄电池单元60电耦接在一起。将能量选择性地从蓄电池组60导出，且用于驱动电动机22。
母线56将蓄电池单元60彼此电耦接。示例母线56是相对高电压母线，其也和电动机22及发电机18电连通。
母线56是母线模块64的一部分。在母线模块64内，将该母线56固持第一覆盖物66和第二覆盖物68之间。在此示例中，该覆盖物是聚合物材料，且母线是金属性、导电性材料。
在此示例中，该蓄电池单元60是棱形电池。蓄电池单元60每一个均包括集流体70。电流通过集流体70移动至和移动出蓄电池单元60。
终端74直接固定至集流体70。终端夹持器78围绕终端74的周边延伸。终端夹持器78保护终端74。
现在参考图4-6，并继续参考图2-3，示例终端74包括平台82和基部86。连接器部分90接合平台82和基部86。弯曲连接器部分90以将平台82过渡和接合至基部86。平台是固定至母线模块72的母线56的终端74的一部分。基部86是固定至集流体70的终端74的一部分。
将平台82沿第一平面P1对齐。将基部86沿第二平面P2对齐。将第一平面P1与第二平面P2隔开一定距离D。在此示例中，将第一平面P1和第二平面P2垂直隔开。P1和P2之间的距离允许第一覆盖物66向下且围绕母线56延伸的空间，其可有助于保持母线56。
在此示例中，使用焊机96在焊接点W直接焊接母线56和终端74的平台82。将控制器C连接至焊机96且操控焊机96的位置以正确地定位焊接点W。
该焊接点W相对于集流体70固定母线56和母线模块64。将蓄电池组24内的每一电池单元60的终端74焊接至母线56的一部分。因此，使用几个分开的焊接点以将母线56固定至蓄电池组24。该第一覆盖物66包括窗口98以提供用于焊机96将母线56和终端74焊接的途径。
在示例中，适当地使窗口98尺寸准确以提供用于焊机将母线56和端部74焊接，同时限制人(手指接触)靠近母线56处的高电压的途径。
示例焊接点W是激光焊接的搭接接头焊接点。焊机96将激光束引导向母线56以产生焊接点。激光束穿透母线56至终端74的平台82以产生此示例中的焊接点。
将第二覆盖物68和终端夹持器78的前端面100设计为跨间隙G相互隔开。在此示例中将间隙G设计为足够小使得不需要附加的横向调整。间隙G的尺寸有效地将母线56和母线模块64定位至终端74。
在另一个示例中，可在母线模块64的覆盖物68和终端平台82’(图7)的边缘——而不是前端面100’——之间形成间隙G’。在这样的示例中，终端平台82’延伸更靠近覆盖物68而不是前端面100’。
在焊接期间，向母线模块覆盖物66施加压力P以推动母线56和平台82相互抵靠。可使用夹具或重力施加压力P。本领域技术人员和受益于此公开的人可能够设计其他方式以推动在焊接期间母线56和平台82互相抵靠。
示例终端夹持器78包括台阶104。当施加压力P时，平台82接触台阶104。台阶104因此保护平台82免于变形和从焊接位置移开。
在平台82下方的开放区域108是开放的。在焊接期间，采用通过开放区域108通风从平台82和周围的区域移走热量。当在焊接期间施加压力P时台阶104限制终端移动至开放区域108中。
所公开的示例的特征包括具有在平台和基部之间的隔开布置的终端。可采用激光束搭接接头焊接点将终端固定母线。隔开布置、台阶支承和开放循环区域促进稳健的焊接点形成。
上文描述本质上是示例性的而不是限制性的。对所公开的示例作出的不背离此公开的实质的辩题和修改对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，仅可通过研究以下权利要求书确定此公开的法定保护范围。

Claims (5)

1.一种蓄电池终端，其特征在于，包含：平台，其将蓄电池终端固定至母线；和基部，其将蓄电池终端固定至蓄电池单元的集流体，其中平台沿第一平面且基部沿与第一平面隔开的第二平面。
2.根据权利要求1所述的蓄电池终端，其特征在于，包括支持终端的平台的台阶。
3.根据权利要求1所述的蓄电池终端，其特征在于，该台阶形成于终端夹持器中。
4.根据权利要求1所述的蓄电池终端，其特征在于，平台和终端夹持器隔开以提供在平台下方的开放区域。
5.根据权利要求1所述的蓄电池终端，其特征在于，采用激光焊接的搭接接头将该平台固定至母线。
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