CN104795528A - 牵引电池组件 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种牵引电池组件，所述牵引电池组件包括支撑构件、两个电池单元、汇流条、分段的汇流条支架。所述两个电池单元包括相对于支撑构件处于不同高度的相邻的端子。汇流条附着到所述端子。分段的汇流条支架包括被构造为覆盖和相对于所述端子定位汇流条的相邻的面板。面板还被构造为相对于彼此运动使得汇流条支架适应所述端子的所述不同高度。

Description

牵引电池组件
技术领域
本公开涉及用于车辆牵引电池的汇流条和汇流条支架。
背景技术
诸如纯电动车辆(BEV)、插电式电动车辆(PHEV)或混合动力电动车辆(HEV)的车辆包含牵引电池，例如，高压(HV)电池，以用作车辆的推进源。HV电池可包括用于辅助管理车辆性能和操作的组件和系统。HV电池可包括一个或更多个电池单元的阵列，所述一个或更多个电池单元的阵列在电池单元端子与互连器汇流条之间相互电连接。HV电池和周围环境可包括热管理系统以辅助调节HV电池组件、系统和各个电池单元的温度。
发明内容
一种车辆包括具有一对相邻的端子的第一电池单元和第二电池单元。汇流条结合到所述一对端子并电连接所述一对端子。汇流条支架包括一对臂，每个臂各设置在所述一对端子中的一个之上。汇流条支架限定用于容纳汇流条的腔，使汇流条相对于端子定位和对齐。所述一对臂彼此分开并经由活动铰链可运动地连接，使得所述一对相邻的端子之间的非共面导致活动铰链弯曲和对应的所述一对臂之间的非共面。汇流条支架可包括限定有通道的一对通道构件。所述一对通道构件可经由第二活动铰链可运动地连接。所述一对端子均可包括相对于用于第一电池单元和第二电池单元的支撑构件而言具有不同高度的接触表面。所述不同高度可通过第一电池单元和第二电池单元的公差叠加限定。支撑构件可以是散热板或电池托盘。所述一对臂可限定有位于所述一对臂之间的空间，所述空间位于汇流条的大致中部之上。
根据本发明，提供了一种车辆，所述车辆包括：第一电池单元和第二电池单元，具有一对相邻的端子；汇流条，结合到端子并电连接端子；汇流条支架，包括一对臂，每个臂均设置在所述一对相邻的端子中的一个之上，汇流条支架限定有用于汇流条的腔，并且汇流条支架被构造为使汇流条相对于端子定位和对齐，其中，所述一对臂彼此分开并经由活动铰链可运动地连接，使得所述一对相邻的端子之间的非共面导致活动铰链弯曲和对应的所述一对臂之间的非共面。
一种牵引电池组件包括：支撑构件；电池单元，具有相对于支撑构件处于不同高度的相邻的端子。汇流条附着到端子。分段的汇流条支架包括被构造为覆盖和定位汇流条的相邻的面板。所述相邻的面板还被构造为相对于彼此运动，使得汇流条支架适应所述不同高度。支撑构件可以是散热板或电池托盘。汇流条支架可包括经由活动铰链可运动地连接的相邻的通道构件。所述通道构件均可限定有通道。所述相邻的面板可限定位于所述相邻的面板之间的空间，所述空间位于汇流条的大致中部之上。所述相邻的面板可限定有用于容纳汇流条的腔，并将汇流条设置在所述端子之上。
一种牵引电池组件包括散热板和通过散热板支撑的相邻的第一电池单元和第二电池单元。第一电池单元和第二电池单元包括相对于散热板具有不同高度的端子。汇流条附着到两个端子。汇流条支架包括分开的并经由活动铰链可运动地连接的两部分。每个部分均包括通道构件和臂。臂限定具有容纳汇流条的大小的腔，并被布置为定位和对齐汇流条与端子。所述两部分根据所述端子的所述不同高度而与散热板隔开不同的高度。所述两部分可限定位于所述两部分之间的空间，所述空间位于汇流条的大致中部之上。活动铰链可在通道构件的一部分处可运动地连接所述两部分。臂可被构造为相对于彼此运动使得汇流条支架适应端子的所述不同高度。第二汇流条支架可与汇流条支架隔开并经由活动铰链可运动地连接到汇流条支架。
根据本发明，提供了一种牵引电池组件，所述牵引电池组件包括：散热板；相邻的第一电池单元和第二电池单元，通过散热板支撑，并包括相对于散热板处于不同高度的端子；汇流条，附着到所述端子；汇流条支架，包括分开的并经由活动铰链可运动地连接的两部分，其中，每个部分均包括通道构件和臂，其中，臂限定具有容纳汇流条的大小并被布置为定位和对齐汇流条与端子的腔，其中，所述两部分根据端子的所述不同高度而与散热板隔开不同的高度。
根据本发明的一个实施例，所述牵引电池组件还包括另一个汇流条支架，所述另一个汇流条支架与所述汇流条支架隔开并经由活动铰链可运动地连接到所述汇流条支架。
附图说明
图1是电池包的组件的透视图。
图2是示出在夹紧力的作用下两个电池单元、汇流条和汇流条支架的示出性视图。
图3是示出在夹紧力的作用下两个电池单元、汇流条和汇流条支架的示出性视图。
图4是安装电池单元上的一系列汇流条支架的透视图。
图5是两个电池单元阵列的俯视图。
图6是汇流条组件和两个电池单元的分解透视图。
图7是一系列汇流条支架的透视图。
图8是一系列汇流条支架的透视图。
图9是电池单元阵列的侧视图。
图10是汇流条和汇流条支架的截面侧视图。
图11是示出在夹紧力的作用下两个电池单元、汇流条和汇流条支架的示出性视图。
具体实施方式
在此描述了本公开的实施例。然而，应理解的是，所公开的实施例仅仅是示例，并且其它实施例可采取多种和可选形式。附图不一定成比例地绘制；一些特征可被夸大或最小化，以显示特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应当被解释为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员以不同的方式应用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参照任一附图示出和描述的多个特征可与在一个或更多个其它附图中示出的特征相组合，以产生未明显示出或描述的实施例。示出的特征的组合为典型应用提供代表性实施例。然而，对于特定应用或实施方式，可期望与本公开的教导一致的特征的多种组合和变型。
使用HV电池的车辆可包括具有电池包的能量系统，该电池包具有多个组件，例如，具有电池单元的一个或更多个电池单元阵列、电池电控模块(BECM)和具有DC/DC转换器单元的DC/DC转换器模块。电池单元可提供用于操作车辆驱动电机和其它车辆系统的能量。电池包可设置在几个不同的位置，这些位置包括前座、后座的下面或车辆后座的后面的位置。一个或更多个电池单元阵列(有时被称作电池单元堆)可与BECM、DC/DC转换器单元以及其它车辆组件电连通。BECM可以接收来自多种控制系统的输入信号、处理包括在输入信号中的信息并与其相响应地产生合适的控制信号。这些控制信号可激活多种组件和/或使多种组件停用。DC/DC转换器单元可将来自电池单元的高电压转换成低电压以供组件和系统使用。
每个电池单元阵列均可包括通过构件支撑的电池单元。支撑构件的示例可包括散热板(例如，冷却板)和/或电池托盘。电池单元(例如，方形蓄电池单元)可包括将储存的化学能转换为电能的电化学单元。方形蓄电池单元可包括壳体、正电极(阴极)和负电极(阳极)。电解质可允许离子在放电期间于阳极和阴极之间运动，然后在再充电期间返回。端子可允许电流从电池单元流出以供车辆使用。当按照具有多个电池单元的电池单元阵列的方式布置时，每个电池单元的端子可与另一相邻的电池单元的相反的端子(正的和负的)对齐，并且汇流条(busbar)可有助于促进所述多个电池单元之间的串联连接。电池单元还可以以并联的方式布置，使得同类的端子(正的和正的，或负的和负的)彼此相邻。例如，两个电池单元可被布置为正的端子彼此相邻，并且接下来的两个电池单元可被布置为负的端子彼此相邻。在本示例中，汇流条可接触全部的这四个电池单元的端子。
不同的电池包构造可适用于传达出各自的车辆变量，所述车辆变量包括在此进一步描述的封装约束和的功率要求。可用热管理系统来加热和/或冷却电池单元。热管理系统的示例可包括气冷系统、液冷系统以及气液组合的系统。汇流条可辅助完成相邻的电池单元之间或彼此邻近的电池单元组之间的串联连接和/或并联连接。
例如，现在参照图1，示出了示出性的电池包8的组件，电池包8可包括两个电池单元阵列12a和12b(一起被称作“电池单元阵列12”)、BECM 14、DC/DC转换器单元15和液冷系统(未示出)。电池单元阵列12可以是牵引电池的组件。电池包托盘22可支撑电池包8的组件。
电池单元阵列12中的各个电池单元的数量和类型可改变。在一个示例中，可以使用方形蓄电池单元。方形蓄电池单元可包括两个端子，例如，铝端子(Al端子)和铜端子(Cu端子)。当按照具有多个电池单元的阵列或堆的方式布置时，每个电池单元的Al端子和Cu端子可彼此相邻，以有助于促进电池单元之间的串联连接。根据各自的车辆变量(例如，封装约束和的功率要求)多个电池包8的构造可适于管理和传递来自电池单元阵列12的电池单元的能量。
一个示例构造包括按照阵列的方式彼此相邻地布置电池单元，以有助于促进整个电池单元阵列的串联连接。现在参照图2，第一电池单元26可包括Al端子27和Cu端子(未示出)。第二电池单元28可包括Cu端子29和Al端子(未示出)。第一电池单元26和第二电池单元28可以通过构件23支撑。支撑构件23的示例可包括散热板(thermal plate)(例如，冷却板)或电池托盘。汇流条30可被焊接到Al端子27和Cu端子29。为了促进适当的焊接，优选的是汇流条30与Al端子27和Cu端子29直接接触并与Al端子27和Cu端子29大体上齐平。汇流条支架(busbar holder)31可辅助相对于Al端子27和Cu端子29放置汇流条30，从而向汇流条30和汇流条支架31施加夹紧力32以辅助实现良好的汇流条-端子接触以进行焊接。在图2示出的示例中，第一电池单元26和第二电池单元28具有相同的高度，并且端子的接触表面位于大致同一平面，从而汇流条30与端子齐平或大体上齐平。然而，彼此相邻且位于电池单元阵列内的电池单元可能由于(例如)电池单元制造误差和/或由于电池单元安装而不具有相同的高度。不同高度的一个示例可包括正或负1毫米的公差。电池单元在安装期间可被压紧在一起，并且这种压紧在整个电池单元阵列中可能不是均匀的，因此在电池单元之间潜在地产生端子高度增量。这样，电池单元阵列中的端子相对于电池单元的支撑构件(例如，散热板)可具有不同高度。
例如，现在参照图3，第一个电池单元26和第二个电池单元28具有不同的单元高度，如由端子高度增量34所指示的。在这种情况下，汇流条30不与端子27和29这两者齐平。当施加夹紧力32时，汇流条支架31可能会损坏，汇流条30可能不能实现为了焊接目的的与端子的期望接触，和/或实现期望接触所需要的夹紧力32可能超过可允许的参数。当施加夹紧力32时，区域35可代表汇流条支架31的易于损坏的区域。作为另一示例，图4示出了安装在一系列电池单元42上的一系列汇流条40和汇流条支架41。因为本示例中的汇流条支架41在区域44处不具有弯曲能力，所以汇流条40的区域44是在夹紧力的作用下易于损坏的区域。这样，可能期望的是汇流条支架具有弯曲能力，以在辅助将汇流条设置为接触端子的同时适应于端子高度增量。
例如，现在参照图5和图6，示出性的电池模块100可包括两个电池单元阵列102。端帽110、导轨部112和电池包托盘114可辅助将两个电池单元阵列102保持这三者之间。电池模块100可提供用于辅助驱动车辆的能量并可被设置(例如)在前座或后座的下面。电池单元阵列102均可包括彼此相邻地设置的电池单元104。汇流条支架106可辅助布置汇流条108使得汇流条108可完成(例如)相邻的电池单元104的端子109a和109b之间的电连接。
继续参照图6，并且现在另外参照图7至图10，每个汇流条支架106可以是分段的(segmented)并可包括分开的两部分。所述部分可包括通道构件122和臂124。通道构件122可呈U形并限定通道105，以沿着电池单元阵列102罩住线缆。臂124还可被称作面板，并限定臂124之间的空间，所述空间可位于汇流条108的大致中部之上。臂124可限定腔126和一个或更多个孔125。腔126可具有容纳汇流条108的一部分或多个部分的尺寸，以辅助使汇流条108与端子定向和对齐。汇流条108可结合到端子并电连接端子。汇流条支架106还可包括柔性地连接所述两部分的活动铰链120，使得所述两部分可运动地连接。另外，活动铰链120可柔性地附着或连接一系列汇流条支架106，以匹配相应的电池单元的阵列。可选择地和/或择一地，汇流条支架106可具有一个以上的活动铰链120。例如，如图7所示，在通道构件122上的两个位置处两个活动铰链120可柔性地附着或连接所述两部分。一个活动铰链或多个活动铰链120还可柔性地附着或连接臂124或者臂124与通道构件122的组合。这样，汇流条支架106可在向其施加力时弯曲并且所述两部分可相对于彼此运动。
例如，现在参照图11，示出了汇流条支架106和汇流条108设置在电池单元104和每个电池单元的各自的端子109a和109b之上。这里，端子109a和109b可限定不同的平面。电池单元104可通过支撑构件131支撑。支撑构件131的示例可包括散热板或电池托盘。夹紧力128的应用可导致汇流条支架106弯曲并且汇流条108会由于与端子109a和109b的接触而变形。与图3中的示出性的示例相比，活动铰链120可在夹紧力128的作用下弯曲以适应端子单元高度增量130。端子高度增量130可具有包括3毫米或更少的变化尺寸。电池单元104的公差叠加可限定不同的电池单元高度。活动铰链120的柔性可防止汇流条支架106在夹紧力128的作用下损坏，同时还辅助保持汇流条108与端子109a和109b之间的接触以便于进行适当的焊接。另外，夹紧力128可小于刚性汇流条支架所需要的夹紧力。腔126可容纳汇流条108以为了进行接而进一步辅助布置汇流条108。如上所述，腔126可形成在每个臂124上，并被构造为使得汇流条108可被保持在每个臂124的腔126内。
虽然在上面描述了示例性实施例，但是并不意味着这些实施例描述了由权利要求所包含的所有可能形式。在说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，应该理解的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下能够进行各种改变。如之前描述的，各个实施例的特征可组合，以形成可能未明确描述或示出的本发明的进一步的实施例。虽然各个实施例可能已经被描述为提供优点或者在一个或更多个期望特性方面优于其它实施例或现有技术实施方式，但是本领域的普通技术人员认识到，根据具体应用和实施方式，一个或更多个特征或特性可折衷，以实现期望的总体系统属性。这些属性可包括但是不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维护性、重量、可制造性、装配容易性等。这样，被描述为在一个或多个特性方面比其它实施例或现有技术实施方式更不令人期望的实施例不在本公开的范围之外，且可期望用于特定应用。

Claims (6)

1.一种牵引电池组件，包括：
支撑构件；
电池单元，具有相对于支撑构件处于不同高度的相邻的端子；
汇流条，附着到端子；
分段的汇流条支架，包括相邻的面板，所述面板被构造为覆盖和定位汇流条并相对于彼此运动，使得汇流条支架适应所述不同高度。
2.根据权利要求1所述的牵引电池组件，其中，支撑构件是散热板。
3.根据权利要求1所述的牵引电池组件，其中，汇流条支架还包括经由活动铰链可动地连接的相邻的通道构件。
4.根据权利要求3所述的牵引电池组件，其中，每个通道构件均限定有通道。
5.根据权利要求1所述的牵引电池组件，其中，所述相邻的面板限定有位于所述相邻的面板之间的且位于汇流条的大致中部之上的空间。
6.根据权利要求1所述的牵引电池组件，其中，所述相邻的面板限定有用于容纳汇流条的腔，并且所述相邻的面板被构造为将汇流条置于端子之上。
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