CN104979505B - 电池组阵列结构隔板 - Google Patents

Abstract

一种示例隔板，包括在第一电池单元和第二电池单元之间的间隔部，接触结构来限制间隔部向上运动的来自间隔部的突起；以及限制第一电池单元，第二电池单元或两者相对于间隔部向上移动的来自间隔部的阻挡片。

Description

电池组阵列结构隔板

背景技术

本发明总体上涉及电池组，且更具体地，涉及在电池组的阵列结构的电池单元之间的隔板。隔板有助于固定阵列结构的部分，比如单元。

一般而言，电动车辆不同于传统机动车辆，因为电动车辆使用一个或多个电池供电的电机选择性地驱动。相比之下，传统机动车辆专门地依赖内燃发动机来驱动车辆。电动车辆可以使用电机替代内燃发动机或除了内燃发动机外使用电机。

示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)，燃料电池车辆，以及纯电动车辆(BEV)。电动车辆的动力传动系统典型地装备有具有存储用于给一个或多个电机供电的电能的电池单元的阵列结构的电池组。电池单元可以在使用之前充电。电池单元可以在驱动的过程中由再生制动或内燃发动机再充电。

电池单元可以相对于阵列结构的其它部分不期望地转移。例如，当阵列结构安装在车辆内时，或在车辆中组装之前运送阵列结构时，转移可以发生。

发明内容

根据本发明的示例性方面，一种隔板，除了别的之外，包括装配在第一电池单元和第二电池单元之间的间隔部，接触结构来限制间隔部向上运动的由间隔部的突起，以及限制第一电池单元、第二电池单元或两者相对于间隔部向上移动的间隔部上的阻挡片。

在前述隔板的另一示例中，突起在间隔部的横向侧面处。

在任意前述隔板的另一示例中，突起是第一突起，并且进一步包含与第一突起相对的来自间隔部的第二突起。

在任意前述隔板的另一示例中，突起在与阻挡片相对的间隔部的底缘。

在任意前述隔板的另一示例中，突起具有含向上延伸部分的钩形。

在任意前述隔板的另一示例中，阻挡片在间隔部的上缘处。

在任意前述隔板的另一示例中，阻挡片包含互锁部分，以用来与在电池组的阵列结构内轴向相邻的阻挡片的互锁部分互锁。

在任意前述隔板的另一示例中，阻挡片包含卡扣配合部分，以用来接合在电池组的阵列结构内的另一隔板的卡扣配合部分。

在任意前述隔板的另一示例中，间隔部是第一间隔部，并且进一步包含通过突起连接到第一间隔部的第二间隔部，第一间隔部和第二间隔部在第一电池单元的相对侧。

在任意前述隔板的另一示例中，结构是电池组的阵列结构的侧壁。

在任意前述隔板的另一示例中，其中，阻挡片向下偏置第一电池单元、第二电池单元、或两者。

在任意前述隔板的另一示例中，阻挡片通过过盈配合与第一电池单元、第二电池单元、或两者连接。

在任意前述隔板的另一示例中，电池组具有包含隔板的阵列结构。阵列结构具有提供接收从间隔部的突起的孔的壁。

根据本发明的示例性方面，一种固定电池组的电池单元的方法，除了别的以外，包括通过阻挡来自隔板的间隔部的突起的运动限制隔板的向上运动，并且使用隔板限制电池单元的向上运动。

在前述方法的另一示例中，方法包括接收在阵列结构内的结构的孔内接收突起。

在任意前述方法的另一示例中，间隔部定位在第一电池单元和第二电池单元之间。

在任意前述方法的另一示例中，方法包括使用间隔部上的阻挡片限制运动。

任意前述方法的另一示例中，阻挡片延伸穿过电池单元的面向上的表面。

在任意前述方法的另一示例中，方法包括使用相邻的电池单元之间的隔板的部分在相邻的电池单元之间传递冷却剂。

在任意前述方法的另一示例中，方法包括使用间隔部向下偏置电池单元。

在任意前述方法的另一示例中，方法包括使用抵靠电池单元的相对的横向面向外的表面定位的隔板的下角限制隔板的横向运动。

附图说明

从详细的描述中，对于本领域技术人员而言，本发明示例的各种特征和优点将变得显而易见。伴随详细的描述的附图可以简要描述如下：

图1示意性地说明了示例电动车辆动力传动系统。

图2显示了图1的电池组的阵列结构的透视图。

图3显示了图2的阵列结构的单元的侧视示意图。

图4显示了示例隔板的侧视图。

图5显示了抵靠电池单元的图4的隔板的透视图。

图6显示了具有侧壁和端壁的图1的阵列结构的另一透视图。

图7显示了合并另一示例隔板的另一示例阵列结构的部分的透视图。

图8显示了电池单元和其它示例隔板的透视图。

图9A显示了在接合阻挡片之前图8的部分的特写侧视图。

图9B显示了在接合阻挡片的过程中图8的部分的特写侧视图。

图9C显示了在接合阻挡片的过程中图8的部分的特写侧视图。

图9D显示了在接合阻挡片之后图8的部分的特写侧视图。

图10显示了电池单元和又一示例隔板的透视图。

图11显示了图10的电池单元和隔板的另一透视图。

图12显示了电池单元和又一示例隔板的透视图。

图13显示了图12的电池单元和隔板的另一透视图。

具体实施方式

图1示例性地说明了用于电动车辆的动力传动系统10。尽管描述为混合动力电动车辆(HEV)，但应当理解的是，这里描述的概念不局限于混合动力电动车辆，且可以扩展到其它的电气化车辆，包括但不限制于，插电式混合动力电动车辆(PHEV)和纯电动车辆(BEV)。

在一个实施例中，动力传动系统10是功率分流系统，其采用第一驱动系统和第二驱动系统。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。第二驱动系统包括至少一个马达22(即，第二电机)、发电机18和电池组24。在本示例中，第二驱动系统被认为是动力传动系统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——其在本示例中是内燃发动机——和发电机18可以通过动力传输单元30连接，比如通过行星齿轮组。当然，动力传输单元的其他类型，包括其他齿轮组和变速器，也可以用来连接发动机14到发电机18。在一个非限制性的实施例中，动力传输单元30是包括环形齿轮32、中心齿轮34和托架组件36的行星齿轮组。

发电机18可以由发动机14通过动力传输单元30驱动，将动能转换为电能。发电机18可以选择地起到马达的作用来将电能转换为动能，从而输出扭矩到连接到动力传输单元30上的轴38。因为发电机18可操作地连接到发动机14，所以发动机14的速度可以通过发电机18来控制。

动力传输单元30的环形齿轮32可以连接到轴40上，其中轴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。其他动力传输单元也可以是合适的。齿轮46将扭矩从发动机14传递到差速器48来最终提供牵引力到车辆驱动轮28。差速器48可以包括多个齿轮，其使扭矩能够传递到车辆驱动轮28。在这个示例中，第二动力传输单元44通过差速器38机械地耦接到车轴50来将扭矩分配到车辆驱动轮28。

也可以采用马达22(即，第二电机)通过输出扭矩到也被连接到第二动力传输单元44的轴52来驱动车辆驱动轮28。在一个实施例中，马达22和发电机18协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可以各自输出电力到电池组24。

电池组24是电动车辆电池总成的示例类型。电池组24可以结合能够输出电力来操作马达22和发电机18的高电压电池。能量存储设备和/或输出设备的其他类型也可以与具有动力传动系统10的电动车辆一起使用。

现在参照图2和图3，示例电池组24的阵列结构26包括电池单元60的阵列和沿轴线A的隔板64。隔板64可以使电池单元60彼此隔离。在本示例中，每个单元60通过隔板64中的一个与相邻的单元隔开。电池单元60的阵列可以包括比高度示意性图2所示的更多或更少的电池单元60和隔板64。

示例阵列结构26靠通过冷却板70传递的液体冷却剂冷却。单元60和隔板64位于冷却板70上。液体冷却剂通过入口74移动到在冷却板70内建立的冷却剂通道。液体冷却剂通过冷却剂通道移动来从单元60和阵列结构26的其它部分中交换(可能为加热或冷却)热能。液体冷却剂在出口78处从冷却板70中排出。

在一些示例中，隔板64可以为单元60提供通道来传递冷却剂，比如空气，用于冷却电池单元60。

阵列结构26具有第一横向单元侧面80和第二横向单元侧面82。第一横向单元侧面80与第二横向单元侧面82相对。电池单元60从轴线A处的中央位置中横向地延伸到横向外部单元侧面84和86。

单元60进一步具有垂直下部单元侧面88和垂直上部单元侧面90。在本示例中，垂直下部侧面88座靠冷却板70。一般而言，侧面84，86，88，和90限定单元60的外部轮廓O_P。

现在参照图4和5并继续参照图2和3，示例隔板64包括第一突起94，第二突起98，第一阻挡片102，和第二阻挡片106。隔板64包括用于在相邻单元60之间直接定位的间隔部110。第一突起94，第二突起98，第一阻挡片102，和第二阻挡片106从间隔部110中延伸。

第一突起94和第二突起98从隔板64的间隔部110的相对的横向侧面中延伸。第一突起94和第二突起98横向地向外延伸远离间隔部110。在一些实例中，第一突起94和第二突起98被认为是“下角”。

突起94和突起98的每个包括横向延伸的凸缘112和从凸缘112中向上延伸的部分116。在本示例中，突起94和突起98是钩形的。

阻挡片102和106从隔板64的上缘122中轴向地延伸。阻挡片106和102在阵列结构26内的轴向相邻的单元60的垂直上部单元侧面90上延伸。

值得注意的是，阵列结构26可能会遇到使电池单元60和隔板64来相对彼此移动的力。相对于隔板64或相对于相邻的电池单元60的电池单元60的过度运动经常是不期望的。阵列结构26在运送过程中和阵列结构被安装在车辆内之前，或车辆内的阵列结构26的安装过程中可能会遇到这些力。阵列结构26在阵列结构26被安装在车辆内之后可能遇到这些力。

在本示例中，第一突起94，第二突起98，第一阻挡片102，和第二阻挡片106限制在电池单元60和隔板之间的相对运动。电池单元60和隔板64之间的相对运动因此通过隔板64限定。电池单元60和相邻单元的相对运动和电池单元60和其它结构之间的相对运动也可以被限制。

现在参照图6并继续参照图4和5，阵列结构26包括各种结构，比如锚定到相对的端壁118的横向外部侧壁114。端壁118固定到冷却板70。在本示例中，机械紧固件120用来固定侧壁114，端壁118，和冷却板70。

阵列结构26内的隔板64和电池单元60的横向运动通过侧壁114限定。侧壁114也限定相对于电池单元60的隔板64的横向移动。阵列结构26内的隔板64的横向运动也可以通过侧壁114的面向外的表面和第一突起94和第二突起98的向上延伸的部分116之间的接触限制。

相对于电池单元60和相对于其它结构的隔板64的垂直运动通过突起94，98和阻挡片102，106限制。第一突起94和第二突起98每个限定接收阵列结构26的侧壁114中的相应一个的底缘E的凹槽G。阵列结构26内的隔板64的向上运动通过凹槽G内的侧壁114限制。冷却板70和隔板64之间的接触限制隔板64的向下运动。因此，一旦底缘E在组装的阵列结构26中的凹槽G内被接收，隔板64的垂直位置就会被固定。

相反地，隔板64可以被设计从未触碰冷却板70，但是仅仅用向下的力加载单元60，其反过来触碰冷却板70。这促进了在单元60和冷却板70之间一直良好的接触。

阻挡片102和106从隔板64的上缘122中轴向地突出。阻挡片106和102在阵列结构26内的轴向相邻的单元60的垂直上部单元侧面90上延伸。冷却板70和电池单元60之间的接触限制电池单元60的向下运动。侧壁114和隔板64的凹槽G之间的接触限制隔板64的向上运动。电池单元60的面向上的表面和隔板64上的阻挡片102和106之间的接触限制电池单元60的向上运动。隔板64因此在冷却板70和阻挡片102，106之间垂直地捕获相邻的单元60。

参照图7，阵列结构26'的另一示例实施例包括隔板64a。突起94a从靠近间隔部110a的垂直中心的位置处由间隔部110a中延伸。突起94a在侧壁114a的孔126内被接收。

突起94a的上部表面130和侧壁114a之间的接触限制隔板64a的向上运动。冷却板70和电池单元60之间的接触限制电池单元60的向下运动。电池单元60的面向上的表面和隔板64a上的阻挡片102a和106a之间的接触限制电池单元60a的向上移动。如果突起94a在尺寸上增加时，则突起94a的垂直方向下表面134和侧壁部114a之间的接触可以限制隔板64a的垂直向下运动。

如同图6的隔板64，隔板64a包括阻挡片102a和106a，其限制相对于隔板64a的电池单元60的垂直向上运动。阻挡片102a和106a从隔板64a的上部边缘122a中轴向地突出。阻挡片102a和106a在阵列结构26'内相邻单元60的垂直上部单元侧面90上延伸。隔板64a因此在冷却板70a和阻挡片102a，106a之间垂直地捕获相邻单元60。

在本示例中，孔126示为相对于突起94a尺寸更大。孔126的尺寸可以垂直地紧密匹配突起94a的尺寸来限制隔板64a的垂直运动。

现在参照图8和9，其它示例隔板64b包括突起94b和从间隔部110b的共同横向外侧侧面中延伸的另一个突起94b'。突起94b和94b'的每个在侧壁(未示出)的相应的孔内被接收来限制隔板64b的垂直向上运动。在本示例中，突起94b和94b'都是钩状的并且提供用于接收侧壁的部分的凹槽G。

示例隔板64b还包括阻挡片102b和106b，其在本示例中锁定阻挡片。阻挡片102b和106b与相应的轴向相邻的隔板64b'的阻挡片102b，106b锁定。

阻挡片102b与106b延伸穿过电池单元60的上部单元侧面90来与隔板64b'的阻挡片接合。阻挡片102b和106b包括凸缘140，其在凹槽144'内被接收来便于保持阻挡片102b和106b的位置以及相对于隔板64b的电池单元60的位置。在本示例中，凹槽144'在隔板64b'的阻挡片中。

在本示例中，阻挡片102b和106b是卡扣配合片或挂钩。阻挡片102b和106b也在另一方向上轴向地延伸穿过电池单元60'。阻挡片102b和106b的这些部分提供接收另一轴向相邻隔板的凸缘的凹槽144。阻挡片102b与106b卡扣配合到隔板64b和另一轴向相邻隔板的阻挡片。

具体地，示例阻挡片102b与106b在由于图9B中所示的接触的接合过程中弯曲。阻挡片然后过多地经过如图9C所示的相邻的阻挡片，并且然后定在图9D中所示的接合位置。

在凹槽144'内接合的凸缘140限制相对于隔板64b和64b'的单元60的垂直向上运动。

在一些示例中，单元60和60'在组装过程中被压缩。压缩可能导致阻挡片102b和104b来卡扣、钩住，或以其它方式与隔板64b'、另一轴向相邻的隔板的阻挡片、或两者接合。

现在参照图10和11，另一示例隔板64c的包括第一间隔部110c和单元60的与间隔部110c相对侧面上的第二间隔部110c'。间隔部110c和110c'在某些示例中被认为是带片。阻挡片102c和106c延伸穿过电池单元60的上部单元侧面90来连接第一间隔部110c到第二间隔部110c'。阻挡片102c和106c可以形成带片的一部分。

隔板64c包括第一突起94c和第二突起98c。突起94c和98c在本示例中都位于靠近电池单元60的垂直向下边缘。突起94c和98c连接到第一间隔部110c和第二间隔部110c'二者。

在安装位置中，第一突起94c与单元60的横向外部侧面86轴向地对准。在安装位置中，第二突起98c与单元60的横向外部侧面84轴向地对准。例如，突起94c和98c与单元60轴向对准可以加强组装。

在安装位置中，突起94c和98c是在阵列结构的侧壁下方被接收，比如图6的侧壁114。在侧壁下方定位突起94c和98c限制相对于侧壁的隔板64c的向上运动。阻挡片102c和106c然后限制相对于隔板64c的电池单元60的向上运动。

代替在侧壁的下方被定位，突起94c和98c也可以在侧壁的孔内被接收，比如图7的侧壁114a。隔板64c中可以包括在共同横向侧面上的多个突起94c和98c。

突起94c和98c也可以通过总体分隔特征来固定，比如固定到冷却板或在单元阵列下方的托盘上的凸缘。

间隔部110c和110c'可能很难嵌套这样其他的实施例是预期的。

例如，参照图12和13，在另一示例实施例中，隔板64d包括第一间隔部110d和单元60的与间隔部110d相对侧面上的第二间隔部110d'。间隔部110d和110d'在某些示例中被认为是带片。阻挡片102d延伸穿过电池单元60的上部单元侧面90来连接第一间隔部110d到第二间隔部110d'。阻挡片102d可以形成带片的一部分。

隔板64d包括与电池单元60的相应的侧面84和86轴向对准的第一突起94d和第二突起98d。突起94d和98d在本示例中都位于靠近电池单元60的垂直下部边缘。突起94d连接到第一间隔部110d而不是第二间隔部110d'。突起98d连接到第二间隔部110d'而不是第一间隔部110d。第一间隔部110d到下角94d和第二间隔部110d'到下角98d的连接足够稳定来避免容易弯曲和“退绕”系统。

在安装位置中，突起94d和98d是在阵列结构的侧壁下方被接收，比如图6的侧壁114。在侧壁下方定位突起94d和98d限制相对于侧壁的隔板64d的向上运动。阻挡片102d和106d然后限制相对于隔板64d的电池单元60的向上运动。

另外，在安装位置中，阻挡片102d和106d迫使电池单元60向下，例如，其便于电池单元60接触冷却板。阻挡片102d和106d，和其它示例实施例的阻挡片可以设计为具有过盈配合来偏置电池单元60向下。过盈配合将适应单元60和隔板64d的零件与零件间的变化。偏置使单元60朝向冷却板紧靠。弹性材料，比如热界面材料，可以位于单元60和冷却板之间。

替代在侧壁的下方被定位，突起94d和98d也可以在侧壁的孔内被接收，比如图7的侧壁114a。隔板64c可以包括在共同横向侧面上的多个突起94d和98d。

本示例和其它示例实施例中的突起94d和98d也可以通过除了侧壁之外的特征来固定，比如通过支架，保持杆，紧固件，等。

图2-13的示例隔板，可以是长纤维的热塑性树脂，比如聚丙烯，聚对苯二甲酸乙二醇酯，或聚对苯二甲酸丁二醇酯。在其他示例中，可以使用其它材料，比如短纤维增强的热塑性树脂或某些其他材料。长纤维可以沿间隔部的的路径(比如沿图12和13中的纤维线F)在隔板内对准。图10-13的带片型间隔部可以用连续纤维进行加强。

示例实施例的特征包括限制阵列结构内的电池单元的向上运动而无需阵列结构的侧壁来在电池单元上横向地延伸。在正z方向的电池单元的运动受到限制而无需复杂的成型过程和显著额外的费用。当这个运动被限制时，侧壁和电池单元的端子之间的隔离故障减少。

此外，关于图10至13的示例，下角可以防止单元的横向运动。由于这些间隔的每个的形状，如果单元经历试图横向移动或平移单元的力，该力导致趋向绕下角特征旋转单元的力矩。这些示例的带片特征然后当单元试图旋转时将经历张力和旋转应该被防止或阻止。因此，这些设计允许单元在突起处固定到托盘和/或冷却板而不需要沿单元的侧面或顶部的防止横向或向上运动所需的额外的特征。

本质上，前面的描述是示例性的而不是限制性的。在不脱离本发明的实质的情况下，对于本领域的技术人员而言，对本发明示例的变化和修改可能变得显而易见。因此，给予本发明的法律保护的范围只能通过研究以下权利要求确定。

Claims (11)

1.一种电池组，包含隔板，所述隔板包含：

装配在第一电池单元和第二电池单元之间的间隔部；

与电池组的阵列结构的一对侧壁接触来限制间隔部向上运动的来自间隔部的突起，其中突起具有钩形，所述钩形具有在所述一对侧壁外的向上延伸部分，所述向上延伸部分在所述一对侧壁的相对侧上，所述间隔部在所述一对侧壁的相对侧之间延伸并与所述相对侧接触；以及

限制第一电池单元、第二电池单元或两者相对于间隔部向上移动的间隔部上的阻挡片。

2.根据权利要求1所述的电池组，其中突起在间隔部的横向侧面处。

3.根据权利要求1所述的电池组，其中突起是第一突起，并且进一步包含与第一突起相对的来自间隔部的第二突起。

4.根据权利要求1所述的电池组，其中突起在间隔部的底缘处。

5.根据权利要求1所述的电池组，其中阻挡片在间隔部的上缘处。

6.根据权利要求1所述的电池组，其中阻挡片包含互锁部分，以用来与在电池组的阵列结构内轴向相邻的阻挡片的互锁部分互锁。

7.根据权利要求1所述的电池组，其中阻挡片包含卡扣配合部分，以用来接合在电池组的阵列结构内的另一隔板的卡扣配合部分。

8.根据权利要求1所述的电池组，其中间隔部是第一间隔部，并且进一步包含通过突起连接到第一间隔部的第二间隔部，第一间隔部和第二间隔部在第一电池单元的相对侧。

9.根据权利要求1所述的电池组，其中相对于间隔部，阻挡片使第一电池单元、第二电池单元、或两者向下偏置。

10.根据权利要求1所述的电池组，相对于间隔部，阻挡片通过过盈配合与第一电池单元、第二电池单元、或两者连接。

11.根据权利要求1所述的电池组，其中所述电池组的阵列结构包含具有提供接收来自间隔部的突起的孔的壁。

Images