CN104810569A - 带有集成单元保持功能部件的蓄电池冷却通道 - Google Patents

带有集成单元保持功能部件的蓄电池冷却通道 Download PDF

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Abstract

根据本发明的一示例性方面，一种蓄电池冷却与保持器总成除其他方面以外包括：含有第一保持功能部件的第一保持器部分、含有第二保持功能部件的第二保持器部分和设置于第一保持器部分和第二保持器部分之间的冷却通道。

Description

带有集成单元保持功能部件的蓄电池冷却通道
技术领域
本发明涉及一种电气化车辆，以及更具体但不完全地，涉及一种用于同时冷却并保持蓄电池模块的蓄电池单元的拥有集成单元保持功能部件的蓄电池冷却通道。
背景技术
例如混合动力电动车辆(HEV)，插电式混合动力电动车辆(PHEV)，纯电动车辆(BEV)，或燃料电池车辆这样的电气化车辆不同于传统发动机车辆之处在于它们靠一个或多个电机(即，电动马达和/或发电机)代替内燃发动机来提供动力或除了内燃发动机以外还靠一个或多个电机(即，电动机和/或发电机)来提供动力。为电机提供动力的高电压电流通常由储存能量的高电压牵引蓄电池组来提供。
电气化车辆蓄电池组由多个蓄电池模块组成。这样的蓄电池模块的蓄电池单元会需要热管理来移除蓄电池组的多余热量。此外，一些蓄电池组的设计会需要使蓄电池单元相对于彼此牢固地保持，以达到适当的电连接。
发明内容
根据本发明的一示例性方面，一种蓄电池冷却与保持器总成除其他方面以外包括：含有第一保持功能部件的第一保持器部分、含有第二保持功能部件的第二保持器部分和设置于第一保持器部分和第二保持器部分之间的冷却通道。
在上述总成的进一步非限制性实施例中，第一保持器部分设置于冷却外壳的第一侧面，并且第二保持器部分设置于冷却外壳的第二、相对的侧面。
在上述任一总成的进一步非限制性实施例中，冷却通道在冷却外壳内部延伸。
在上述任一总成的进一步非限制性实施例中，第一保持功能部件和第二保持功能部件包括限制槽腔(pocket)的以定距离间隔的臂。
在上述任一总成的进一步非限制性实施例中，搁板在以定距离间隔的臂之间延伸。
在上述任一总成的进一步非限制性实施例中，槽腔为半圆柱形。
在上述任一总成的进一步非限制性实施例中，以定距离间隔的臂在内陷位置和弯曲位置之间有弹性。
在上述任一总成的进一步非限制性实施例中，第一保持器部分和第二保持器部分包括多个配置为保持蓄电池单元的保持功能部件。
在上述任一总成的进一步非限制性实施例中，冷却通道包括冷却剂进口和冷却剂出口。
在上述任一总成的进一步非限制性实施例中，冷却通道沿波浪形路径延伸。
在上述任一总成的进一步非限制性实施例中，波浪形路径包括多个在第一保持器部分和第二保持器部分的相对的内壁之间延伸的交替的狭窄区域和扩展区域。
在上述任一总成的进一步非限制性实施例中，冷却通道沿总成的纵轴延伸。
根据本发明的另一个示例性方面，一种蓄电池模块除了其他方面以外包括，蓄电池单元以及配置为既保持蓄电池单元又利用流通于蓄电池冷却与保持器总成内部的冷却剂来冷却蓄电池单元的蓄电池冷却与保持器总成。
在上述蓄电池模块的进一步非限制性实施例中，蓄电池冷却与保持器总成包括第一保持器部分、第二保持器部分以及第一保持器部分和第二保持器部分之间的冷却通道。
在上述任一蓄电池模块的进一步非限制性实施例中，第一保持器部分和第二保持器部分中的至少一个包括含有保持蓄电池单元的以定距离间隔的臂的保持功能部件。
在上述任一蓄电池模块的进一步非限制性实施例中，冷却通道沿蓄电池冷却与保持器总成的冷却外壳内部的纵轴延伸。
在上述任一蓄电池模块的进一步非限制性实施例中，多个蓄电池单元被保持在蓄电池冷却与保持器总成的多个槽腔内。
在上述任一蓄电池模块的进一步非限制性实施例中，冷却剂沿蓄电池冷却与保持器总成内部的波浪形路径流通。
在上述任一蓄电池模块的进一步非限制性实施例中，蓄电池冷却与保持器总成为整体的、模塑的总成。
根据本发明的另一个示例性方面，一种电气化车辆除了其他方面以外包括，包含多个蓄电池模块的蓄电池组。多个蓄电池模块中的至少一个包括多个蓄电池单元，以及含有冷却通道和集成保持功能部件的蓄电池冷却与保持器总成。
可以单独或以任意组合得到前述段落、权利要求书或具体实施方式及附图的实施例、示例和替代物，包括任何它们的各个方面或各自的特征。结合一个实施例描述的特征可以适用于所有实施例，除非这样的特征是不兼容的。
通过下面的具体实施方式，对本领域的技术人员来说，本发明的各种特征和优点将变得显而易见。伴随具体实施方式的附图可以简单描述如下。
附图说明
图1示意性地描述了电气化车辆的动力传动系统；
图2A和2B描述了蓄电池模块的蓄电池冷却与保持器总成；
图3是图2蓄电池冷却与保持器总成的正视图；
图4是图2蓄电池冷却与保持器总成的底视图；
图5描述了通过蓄电池冷却与保持器总成的第一横截面视图；
图6描述了通过蓄电池冷却与保持器总成的第二横截面视图；
图7描述了根据本发明的又一实施例的蓄电池冷却与保持器总成。
具体实施方式
本发明涉及用于可以容纳一个或更多蓄电池单元的蓄电池模块的蓄电池冷却与保持器总成。蓄电池冷却与保持器总成不但包括冷却通道，还包括集成蓄电池单元保持功能部件。换句话说，蓄电池冷却与保持器总成配置为冷却蓄电池模块的蓄电池单元并同时将蓄电池模块的蓄电池单元保持在单独的、整体部件内。这些以及其他特征将在这里进行更详细的讨论。
图1示意性地描述了电气化车辆12的动力传动系统10。电气化车辆12可以是HEV、PHEV、BEV或任何其他车辆。换句话说，本发明不限制于任何特定类型的电气化车辆。
动力传动系统10包括至少拥有马达36(即，电机)和蓄电池组50的驱动系统。蓄电池组50可以包括能够输出电力以操作马达36的高电压蓄电池。虽然图1中没有显示，但是蓄电池组50可以由多个彼此之间相互电连接的蓄电池模块组成。
驱动系统产生扭矩来驱动一套或更多套电气化车辆12的车辆驱动轮30。例如，马达36可以由蓄电池组50来提供动力，并用于通过向轴46输出扭矩来电驱动车辆驱动轮30。当然，该图是高度示意性的。应当理解的是，电气化车辆12的动力传动系统10可以使用附加组件，该附加组件包括但不限于内燃发动机、发电机、动力传输单元以及一个或更多控制系统。
图2A、2B和3描述了蓄电池冷却与保持器总成(以下简称“总成”)60。总成60可以是包括一个或更多蓄电池单元62的蓄电池模块100的一部分。一个或更多这样的蓄电池模块100可以组成图1所描述的蓄电池组50。蓄电池模块100的蓄电池单元62在图2A和3中有所描述，但在图2B中被省略，以更好地描述总成60的某些特征。
总成60在大小上是可改变的，以容纳任何数量的蓄电池单元62，并且不局限于该实施例中的大小、形状以及构造。例如，在本发明的范围内，总成60可以要么容纳单个蓄电池单元62，要么容纳多个蓄电池单元62。
总成60可以是单件、整体部件。例如，总成60可以是整体结构。在一个非限制性实施例中，总成60为注塑成型的塑料部件。在另一实施例中，总成60为吹塑成型的塑料部件(见图7)。然而，总成60可以使用本发明范围内的其他制造工艺和其他材料来构造。
总成60可以包括沿总成60纵轴A延伸的第一保持器部分64和第二保持器部分66。第一保持器部分64设置于冷却外壳70的第一侧面68，且第二保持器部分66设置于冷却外壳70的第二、相对的侧面72。冷却外壳70覆盖在冷却外壳70内部延伸的冷却通道74(在图2A中以虚线显示，并在图5和6的横截面视图中最佳描述)。换句话说，在一个实施例中，冷却通道74是设置于总成60内部的内置冷却通道。
冷却通道74包括冷却剂入口88和冷却剂出口90。冷却剂入口88向冷却通道74注入冷却剂C，且冷却剂出口90从冷却通道74排出冷却剂C(见图2A和3)
第一保持器部分64和第二保持器部分66二者都可以包括一个或更多用于定位和保持蓄电池模块100的蓄电池单元62的保持功能部件76。保持功能部件76包括以远离冷却外壳70的方向(即，横向于纵轴A)延伸的以定距离间隔的臂78。以定距离间隔的臂78部分地限制大小被设置为接纳蓄电池单元62的槽腔84。
在一个实施例中，以定距离间隔的臂78垂直地横跨于敞开的顶部80和搁板82(见图2B)之间的距离。搁板82在邻近的以定距离间隔的臂78之间水平延伸，以便将蓄电池单元62明确地定位在共有的高度H1。高度H1可以比以定距离间隔的臂78在敞开的顶部80和搁板82之间的高度H2大(见图3)。
在一个实施例中，槽腔84为半圆柱形，以容纳对应的圆柱形蓄电池单元62。然而，槽腔84可以其他任何方式来成形，以便容纳不同尺寸、形状以及构造的蓄电池单元62。
在一个非限制性实施例中，如图2B所描述的那样，以定距离间隔的臂78在内陷位置和弯曲位置之间有弹性，使得蓄电池单元62可以扣合到总成60上。以定距离间隔的臂78可以以第一方向D1弯曲以移到弯曲位置(以便接纳蓄电池单元62)，以及以相反的第二方向D2弯曲以移到内陷位置。在内陷位置，以定距离间隔的臂78可以用来挤压蓄电池单元62(即，对蓄电池单元62施加压缩力)，使得蓄电池单元62能够牢固地保持在适当的位置。
图4描述了总成60的底视图。第一保持器部分64和第二保持器部分66可以在总成60的接缝86处相接到一起。在一个非限制性制造方法中，第一保持器部分64和第二保持器部分66注塑成型(或吹塑成型)为分开的两半，并随后通过超声波焊接工艺在接缝86处融为一体，以形成整体总成60。作为选择，总成60可在不需要任何二次总成加工的情况下成型为单独、整体件。
继续引用图2A、2B和3，图5和6描述了总成60的冷却通道74的附件的功能部件。在一个实施例中，冷却通道74为设置于第一保持器部分64和第二保持器部分66之间的空腔。冷却通道74可以在穿过总成60中心的纵轴A的方向上延伸。然而，冷却通道74没有必要穿过总成60的正中心而延伸。
冷却通道74通过冷却剂入口88来注入冷却剂C。冷却剂C可以来自于电气化车辆的任何位置。然后，冷却剂C可以在离开冷却剂出口90之前在冷却通道74内循环(见图3)。离开冷却剂出口90的冷却剂C可以被传送至歧管(未显示)并返回原处作为闭合回路系统的一部分。
如图6的非限制性实施例的最佳描述所示，冷却通道74沿波浪形路径92延伸。波浪形路径92可以包括多个在第一保持器部分64和第二保持器部分66的相对内壁94之间延伸着的交替的狭窄区域NR和扩展区域ER。扩展区域ER比狭窄区域NR宽。随着冷却剂C穿过狭窄区域NR和扩展区域ER沿着波浪形路径92循环，热量从内壁94移除以冷却蓄电池单元62。
图7描述了另一个蓄电池冷却与保持器总成(下文称“总成”)160。在本发明中，在适当的情况下，相似的附图标记指定相似的元件，并且具有增加100或其倍数的附图标记指定被理解为包含同样的特征和对应原始元件的益处的修改的元件。
在本实施例中，总成160为吹塑成型总成。总成160与图2-6中的总成60实质上相似。例如，总成160可以包括第一保持器部分164、第二保持器部分166，以及设置于第一保持器部分164和第二保持器部分166之间的冷却通道174(以虚线显示)。第一保持器部分164和第二保持器部分166中的一个或两个可以包括用于保持蓄电池单元62的保持功能部件176。然而，在本实施例中，总成160的保持功能部件176无搁板(见图2B的功能部件82)。本实施例的蓄电池单元62由以定距离间隔的臂178扣合在适当的位置。
尽管将不同的非限制性实施例描述为具有特定的组件或步骤，但本发明的实施例并不限于那些特定的组合。结合来自任一非限制性实施例的一些组件或特征使用来自任一其他非限制性实施例的特征或组件是可行的。
应该理解的是，相同的附图标记标识多个附图中的对应的或相似的元件。应该理解的是，尽管在这些示例性实施例中公开并描述了特定组件布置，但其他布置也可以从本发明的教导中得到益处。
前述说明书应该被理解为说明性的而没有任何限制性意义。所属领域的技术人员将要理解，在本发明的范围内可以发生特定修改。由于这些理由，应当通过研究下面的权利要求书来确定本发明的真实范围和主题。

Claims (7)

1.一种蓄电池模块，包含：
蓄电池单元；以及
蓄电池冷却与保持器总成，该蓄电池冷却与保持器总成配置为既保持所述蓄电池单元又利用流通于所述蓄电池冷却与保持器总成内部的冷却剂来冷却所述蓄电池单元。
2.根据权利要求1所述的蓄电池模块，其中所述蓄电池冷却与保持器总成包括第一保持器部分、第二保持器部分以及所述第一保持器部分和所述第二保持器部分之间的冷却通道。
3.根据权利要求2所述的蓄电池模块，其中所述第一保持器部分和所述第二保持器部分中的至少一个包括含有保持所述蓄电池单元的以定距离间隔的臂的保持功能部件。
4.根据权利要求2所述的蓄电池模块，其中所述冷却通道沿所述蓄电池冷却与保持器总成的冷却外壳内部的纵轴延伸。
5.根据权利要求1所述的蓄电池模块，包含被保持在所述蓄电池冷却与保持器总成的多个槽腔内的多个蓄电池单元。
6.根据权利要求1所述的蓄电池模块，其中所述冷却剂沿所述蓄电池冷却与保持器总成内部的波浪形路径流通。
7.根据权利要求1所述的蓄电池模块，其中所述蓄电池冷却与保持器总成为整体的、模塑的总成。
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