CN104577239A - 电动车辆的电池热电偶 - Google Patents

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Abstract

实例电动车辆的电池热电偶包括第一材料的温度感应引线，以及不同于第一材料的第二材料的电动车辆电池组件。

Description

电动车辆的电池热电偶
技术领域
本发明总体上涉及电动车辆的温度测量，更具体地说，涉及一种收集来自电池的温度测量的热电偶。
背景技术
一般地，电动车辆不同于常规的机动车辆，因为电动车辆是通过使用一个或多个电池供电的电机选择性驱动的。相比之下，常规机动车辆完全依赖内燃机来驱动车辆。电动车辆可以使用电机来替代内燃机，或者除内燃机外另外还使用电机。
实例电动车辆包括混合动力电动车辆(HEV)，插电式混合动力电动车辆(PHEV)，以及纯电动车辆(BEV)。电动车辆典型地配备有包含储存电能为电机供电的多个电池单元的电池。电池单元可以使用之前充电，并且在驾驶期间通过再生制动或内燃机再充电。
监测电池的温度通常是必要的。例如，电池的温度用来确定有多少电流可以传递到电池或自电池输出。如果电池温度超出阈值，电池可能经受热失控事件。
测量电池温度的现有方法包括使用测量电池外皮上温度的热敏电阻。其它现有的方法利用与电池分开的热电偶。这种热电偶与电池是完全分开的和不同的。
发明内容
根据本发明的示例性的方面，电动车辆的电池热电偶包括，第一材料的温度感应引线和与第一材料不同的第二材料的电动车辆电池组件，以及其他。
在前述热电偶的又一非限制性实施例中，电动车辆电池组件包含电压感应引线和汇流条。
在任何前述热电偶的又一非限制性实施例中，电动车辆电池组件包含电压感应引线和端子。
在任何前述热电偶的又一非限制性实施例中，电动车辆电池组件包含电压感应引线。
在任何前述热电偶的又一非限制性实施例中，电压感应引线焊接到温度感应引线。
在任何前述热电偶的又一非限制性实施例中，电压感应引线和温度感应引线焊接到汇流条。
在任何前述热电偶的又一非限制性实施例中，温度感应引线焊接到电动车辆电池组件。
在任何前述热电偶的又一非限制性实施例中，电动车辆电池热电偶包括温度感应引线的环形端子。环形端子夹紧在电动车辆电池组件上来将温度感应引线耦合到电动车辆的电池组件。
在任何前述热电偶的又一非限制性实施例中，温度感应引线为铝制，电动车辆电池组件为铜制。
在任何前述热电偶的又一非限制性实施例中，温度感应引线为康铜制，电动车辆电池组件为铜制。
在任何前述热电偶的又一非限制性实施例中，电动车辆电池组件包含汇流条，端子，或两者。汇流条焊接到端子。
在任何前述热电偶的又一非限制性实施例中，电动车辆电池组件包含汇流条，端子，或两者。用机械紧固件将汇流条固定到端子。
在任何前述热电偶的又一非限制性实施例中，包括在温度感应引线和电动车辆电池组件之间的接合点处的第三材料的涂层，第三材料与第一材料和第二材料不同，第三材料将第一材料和第二材料分开。
根据本发明的示例性的方面，一种电动车辆电池温度的感测方法包括，使用电动车辆电池组件作为热电偶的一部分，以及其他。
在前述方法的又一非限制性实施例中，方法包括使用温度感应引线作为热电偶的另外一部分。
在任何前述方法的又一非限制性实施例中，方法包括将温度感应引线焊接到电动车辆电池组件。
在任何前述方法的又一非限制性实施例中，电动车辆电池组件是汇流条。
在任何前述方法的又一非限制性实施例中，方法包括将汇流条焊接到电池的端子。
在任何前述方法的又一非限制性实施例中，电动车辆电池组件是端子。
在任何前述方法的又一非限制性实施例中，电动车辆电池组件是电压感应引线。
附图说明
所公开的实施例的各种特征和优点对于本领域技术人员从具体实施方式中将变得显而易见。随具体实施方式的附图可简要描述如下：
图1说明了用于电动车辆的动力系统结构实例的示意图。
图2说明了具有集成热电偶的图1的电动车辆电池实例的透视图。
图3说明了图2的电动车辆电池的一部分的部分示意图和侧视图。
图4说明了在图2的电池中集成热电偶的温度感应引线的透视图。
图5A说明了用来监测图2电池的温度的热电偶接合点的实例。
图5B说明了用来监测图2电池的温度的热电偶接合点的另外一实例。
图5C说明了用来监测图2电池的温度的热电偶接合点的又一实例。
图5D说明了用来监测图2电池的温度的热电偶接合点的又一实例。
图5E说明了用来监测图2电池的温度的热电偶接合点的又一实例。
图5F说明了用来监测图2电池的温度的热电偶接合点的又一实例。
图5G说明了用来监测图2电池的温度的热电偶接合点的又一实例。
图5H说明了用来监测图2电池的温度的热电偶接合点的又一实例。
具体实施方式
图1示意性地说明了电动车辆的动力系统10。尽管描绘为混合动力电动车辆(HEV)，但是应当理解的是，这里描述的概念不限制于HEV，并且可以扩展到其他电气化车辆，包括，但不限制于，插入式混合动力电动车辆(PHEV)和纯电动车辆(BEV)。
在一个实施例中，动力系统10是采用第一驱动系统和第二驱动系统的功率分流(powersplit)动力系统。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马达22(即，第二电机)，发电机18和电池24。在这个实例中，第二驱动系统被认为是动力系统10的电驱动系统。第一和第二驱动系统产生扭矩来驱动一组或多组电动车辆的车辆驱动轮28。
发动机14(其在这个实例中是内燃机)与发电机18可以通过动力传输单元30(比如行星齿轮组)连接。当然，其它类型的动力传输单元，包括其它齿轮组和变速器，也可以用来连接发动机14到发电机18。在一个非限制性实施例中，动力传输单元30是包括环形齿轮32，太阳齿轮34和托架组件36的行星齿轮组。
发电机18可以通过动力传输单元30被发动机14驱动来将动能转换成电能。发电机18可以选择地作为马达运行来将电能转换成动能，从而输出扭矩到连接到动力传输单元30的轴38上。因为发电机18可操作地连接到发动机14，所以发动机14的速度可通过发电机18控制。
动力传输单元30的环形齿轮32可以连接到轴40上，轴40通过第二动力传输单元44连接到车辆驱动轮28。第二动力传输单元44可以包括具有多个齿轮46的齿轮组。其它动力传输单元也可以是合适的。齿轮46将扭矩从发动机14传递给差速器48来最终提供牵引力给车辆驱动轮28。差速器48可以包括多个使扭矩能够传递给车辆驱动轮28的齿轮，在这个实例中，第二动力传输单元44通过差速器48机械地耦合到轮轴50来分配扭矩到车辆驱动轮28。
马达22(即第二电动机)，也可以通过输出扭矩给也连接到第二动力传输单元44上的轴52来用于驱动车辆驱动轮28。在一个实施例中，马达22和发电机18合作作为再生制动系统的一部分，其中马达22和发电机18都可以用作马达来输出扭矩。例如，马达22和发电机18可以各自输出电功率给电池24。
电池24是电动车辆电池组件的实例类型。电池24可以具有能够输出电功率来操作马达22和发电机18的高电压电池的形式。其它类型的能量储存设备和/或输出设备也可以与具有动力系统10的电动车辆使用。
现在参照图2至图4并继续参照图1，电池24包括多个电池单元64。每个电池单元64包括一对端子68。在这个实例中，端子的一个68c是铜制，并且端子的一个68a是铝制。汇流条76将一个电池单元64的铜制端子68c电耦合到相邻电池单元64的铝制端子68a。
电压感应引线78电耦合到汇流条76和控制器84。在这个实例中，电压感应引线为铜制。通过电压感应引线78收集的信息被控制器84用来测量相邻的电池单元64之间的电压降。电池24一般包括电池单元64，汇流条76和电压感应引线78。
实例的电压感应引线78包括压接到电线82的环形端子80。机械紧固件，例如螺母86，保持电压感应引线78的环形端子80抵靠着汇流条76'中的一个。
在这个实例中，除电压感应引线78之外还提供温度感应引线88。温度感应引线88耦合到控制器84和电池24。在电池24处，温度感应引线88可以连接到端子68，汇流条76，或端子68和汇流条76二者。
温度感应引线88可以包括接收到端子68a上和用机械紧固件(例如另一螺母96)固定抵靠于汇流条76'的环形端子90。固定环形端子94的螺母96相对于端子68a固定汇流条76'。温度感应引线88在期望的温度测量点处固定到电池24。
在这个实例中，温度感应引线88为铝制。温度感应引线88和电压感测引线88因此由不同材料制成。温度感应引线88和电压感应引线88提供热电偶90的一部分。
电压感应引线78是电动车辆的电池组件。热电偶90可以进一步包含额外的电动车辆电池组件，比如端子68，汇流条76，或电池24的一些其它部分。额外的电动车辆电池组件有效地延长电压感应引线78或温度感应引线88的长度。
热电偶100包括具有电压感应引线78的第一分支和具有温度感应引线88第二个分支。在这个实例中，汇流条76'形成第一分支的一部分。汇流条76'为铜制，如同实例电压感应引线78。汇流条76'是有效的电压感应引线78的延伸。
接合点J表示用于一个热电偶90的不同材料之间的交界。接合点J位于期望温度测量的电池24的区域。在这个实例中，接合点J在铜制的第一个分支的汇流条76'接触铝制的第二分支的温度感应引线88的位置。
第一分支两端由于在接合点J与控制器84之间的温度差产生第一电压。第二分支两端由于接合点J和控制器84之间的温度差产生第二电压。第一电压与第二电压不同，这归因于电压感应引线78和温度感应引线88的材料不同。
在接合点J处的温度可以通过测量电压的差和使用不同材料的热电性能来确定。具有本领域技术和本公开的益处的人员将理解如何在接合点处使用电压感应引线78和温度感应引线88两端的电压检测来确定温度。
在这个实例中，汇流条76'形成热电偶100的一部分。汇流条76'是电池24的一部分。使用汇流条的热电偶100因此被认为是与电池24一体的。
在另外一个实例中，一个或多个端子68形成热电偶100的一部分。端子68是电池的一部分。使用一个或多个端子68的热电偶100因此被认为是与电池24一体的。
在其它实例中，电压感应引线78，而没有汇流条76或温度感应引线88，形成热电偶100的一部分。电压感应引线78是电池24的一部分。使用电压感应引线的热电偶100因此被认为是与电池24一体的。
在现有技术中，热电偶用来感应温度。这些现有技术的热电偶是与电池分开的和不同的。
在图5A-5H的实例中，显示了各接合点J的实例。接合点J是其他实例的热电偶的一部分。
在图5A中，接合点J在铝制的温度感应引线88a和铜制的汇流条76c之间提供。铜制的电压感应引线78c和汇流条76c提供在图5A中热电偶的分支。
在图5B中，接合点J在铜制温度感应引线88c和铝制汇流条76a之间提供。在图5B中的温度感应引线88c包括用于相对于汇流条76a固定温度感应引线88c的环形端子。铝制电压感应引线78a和汇流条76a提供在图5B中热电偶的分支。
在图5C中，接合点J在铜制温度感应引线88c和铝制汇流条76a之间提供。在图5C中的温度感应引线88c焊接到汇流条76a。铝制电压感应引线78a和汇流条76a提供在图5C中热电偶的分支。
在图5D中，接合点J在铝制温度感应引线88a和铜制电压感应引线78c之间提供。在图5D中的电压感应引线78c焊接到温度感应引线88c。在图5D中的温度感应引线88a包括将温度感应引线88a耦合到铝制汇流条76a的环形端子。电压感应引线78c提供在图5D中热电偶的分支。
在图5E中，接合点J在焊接到汇流条76a的温度感应引线88c之间提供。在图5E中，汇流条76a焊接到端子68。超声波和激光焊接是可以用来将汇流条固定到端子的两个实例的焊接方法。其他焊接方法也可以使用。铝制电压感应引线78a和汇流条76a提供在图5E中热电偶的分支。
在图5F中，接合点J在铜制温度感应引线88c和铝制电压感应引线78a之间提供。温度感应引线88c和电压感应引线78a都焊接到铝制汇流条76a。汇流条76a焊接到在图5F中的端子68。接合点J在电压感应引线88a和温度感应引线88c、汇流条76a、或两者之间提供。电压感应引线78a提供在图5F中热电偶的分支。
在图5G中，接合点J在铝制温度感应引线88a和铜制汇流条76c之间提供。温度感应引线88a焊接到汇流条76c。汇流条76c焊接到在图5G中的端子68。铜制电压感应引线78c和汇流条76c提供在图5G中热电偶的分支。
在图5H中，接合点J在铝制的温度感应引线88a和铜制的电压感应引线78c之间。在图5H中，温度感应引线88a和电压感应引线78c两者都焊接到铜制汇流条76c。温度感应引线88a也焊接到电压感应引线78c。接合点J在电压感应引线88c和温度感应引线88a、汇流条76c、或两者之间提供。电压感应引线78c提供在图5H中热电偶的分支。
在其它实例中，康铜用来代替铝或铜。电线和材料的其它组合也可用于形成热电偶100和将落入本公开的范围之内。
进一步地，热电偶的组件可以部分地或全部地涂有一种材料比如锡。一般涂覆的组件包括环形端子80和90，以及汇流条96。涂层不会影响热电偶。在这样的例子中，基体材料，而不是涂层，提供热电偶的分支的一部分。涂层可以将热电偶的第一分支的材料和热电偶的第二分支的材料分开。
本质上，前面的描述是示例性的，而不是限制性的。对于本领域技术人员，在不脱离本公开的实质的情况下，所公开的实例的变化和修改可能会变得显而易见。因此，给予本公开的法律保护的范围只能通过研究以下权利要求来确定。

Claims (13)

1.一种电动车辆的电池热电偶，其特征在于，包含：
第一材料的温度感应引线；以及
不同于第一材料的第二材料的电动车辆电池组件。
2.根据权利要求1所述的电动车辆的电池热电偶，其特征在于，电动车辆电池组件包含电压感应引线和汇流条。
3.根据权利要求1所述的电动车辆的电池热电偶，其特征在于，电动车辆电池组件包含电压感应引线和端子。
4.根据权利要求1所述的电动车辆的电池热电偶，其特征在于，电动车辆电池组件包含电压感应引线。
5.根据权利要求4所述的电动车辆的电池热电偶，其特征在于，电压感应引线焊接到温度感应引线。
6.根据权利要求5所述的电动车辆的电池热电偶，其特征在于，电压感应引线和温度感应引线焊接到汇流条。
7.根据权利要求1所述的电动车辆的电池热电偶，其特征在于，温度感应引线焊接到电动车辆电池组件。
8.根据权利要求1所述的电动车辆的电池热电偶，其特征在于，包括温度感应引线的环形端子，环形端子夹紧在电动车辆电池组件上来将温度感应引线耦合到电动车辆电池组件。
9.根据权利要求1所述的电动车辆的电池热电偶，其特征在于，温度感应引线为铝制，电动车辆电池组件为铜制。
10.根据权利要求1所述的电动车辆的电池热电偶，其特征在于，温度感应引线为康铜制，电动车辆电池组件为铜制。
11.根据权利要求1所述的电动车辆的电池热电偶，其特征在于，电动车辆电池组件包含汇流条、端子、或两者，并且汇流条焊接到端子。
12.根据权利要求1所述的电动车辆的电池热电偶，其特征在于，电动车辆电池组件包含汇流条、端子、或两者，并且汇流条通过机械紧固件固定到端子。
13.根据权利要求1所述的电动车辆的电池热电偶，其特征在于，包括在温度感应引线和电动车辆电池组件之间的接合点处的第三材料的涂层，第三材料不同于第一材料和第二材料，第三材料将第一材料和第二材料分开。
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