CN105024024A - 电动车辆用蓄电池组件外罩 - Google Patents

Abstract

一种示例性的蓄电池组件外罩，包括托盘和固定至托盘以提供处于二者中间的内部的盖。多个模塑的保持零件固定接收在内部中的蓄电池组件。

Description

电动车辆用蓄电池组件外罩

背景技术

本发明大体上涉及一种电动车辆的蓄电池组件用外罩。

通常，电动车辆区别于传统的机动车辆，因为电动车辆利用一个或多个靠电池供电的电机被有选择地驱动。相比之下，传统的机动车辆完全依靠内燃机驱动车辆。电动车辆可利用电机代替内燃机，或者除了内燃机之外利用电机。

电动车辆的实例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、和纯电动车辆(BEV)。电动车辆的动力传动系统典型地配备有存储用于驱动电机的电能的蓄电池。将蓄电池组件封装在电动车辆中是困难的。

发明内容

根据本发明的示例性的实施例的蓄电池组件外罩包括，除了别的之外，托盘和固定至托盘以提供处于二者中间的内部的盖。多个保持零件用于固定接收在内部中的蓄电池组件。

在上述外罩的一示例中，保持零件与盖或托盘被模塑在一起。

在任意上述外罩的另一示例中，保持零件包含限定孔的凸缘。在蓄电池组件安装在内部中时，该凸缘偏斜以将凸耳接收在孔中。

在任意上述外罩的另一示例中，托盘、盖、或二者都是热塑性塑料。

在任意上述外罩的另一示例中，盖被焊接至托盘。

在任意上述外罩的另一示例中，连接壁从托盘、盖、或二者延伸进入内部。该连接壁将不可维修区域和内部的可维修区域分开。

在任意上述外罩的另一示例中，托盘包括波纹，当蓄电池组件被定位在内部中时，该波纹偏斜。

在任意上述外罩的另一示例中，当蓄电池组件在内部之外时，内部相对于蓄电池组件是尺寸过小的，这样，当蓄电池组件在内部之中时，托盘和盖压缩蓄电池组件。

在任意上述外罩的另一示例中，组件包括外罩，并且组件包括外罩的内部中的蓄电池组件。该蓄电池组件相对于托盘和盖只使用模塑的紧固件固定。

根据本发明的另一示例性的方面的外罩，包括，除了别的之外，托盘和固定至托盘以提供处于二者中间的用于封装组件的内部的盖。内部被设计成相对于组件是尺寸过小的，这样，托盘和盖压缩被封装在内部中的组件。多个保持零件与盖或托盘模塑在一起。多个保持零件固定接收在内部中的组件。

在上述外罩的一示例中，组件是电动车辆的蓄电池组件。

在任意上述外罩的另一示例中，保持零件包含限定孔的凸缘。当组件安装在内部中时，该凸缘偏斜以将凸耳接收在孔中。

在任意上述外罩的另一示例中，托盘、盖、或二者都是热塑性塑料。

在任意上述外罩的另一示例中，盖被焊接至托盘。

在任意上述外罩的另一示例中，连接壁从托盘、盖、或二者延伸进入内部。该连接壁将不可维修区域和内部的可维修区域分开。

在任意上述外罩的另一示例中，托盘包括波纹，当组件被定位在内部中时，该波纹偏斜。

根据本发明的又一示例性的方面的方法包括，除了别的之外，通过压缩盖和托盘之间的组件，将组件固定在电动车辆的外罩中。盖、托盘、或二者在固定过程中偏斜。

在上述方法的一示例中，组件是蓄电池组件，其中，盖、托盘、或二者都是热塑性塑料。

在任意上述方法的另一示例中，方法包括利用模塑的紧固件将组件固定至盖和托盘。

在任意上述方法的另一示例中，方法包括通过固定至电动车辆的带支承电动车辆的外罩。

前面的段落、权利要求、或以下说明书和附图中的实施例、实例和备选方案——包括任何它们的不同方面或各自特征——可被单独或以任何组合的形式实施。所描述的与一个实施例相关的特征可以应用于全部实施例，除非这些特征是相互矛盾的。

附图说明

通过具体实施方式，所公开的实例的各种特征和优点对于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被简述如下：

图1举例说明了具有封装蓄电池组件的示例性的外罩的电动车辆的高度示意图。

图2举例说明了封装电动车辆的蓄电池组件的另一示例性的外罩的局部剖视透视图。

图3举例说明了图2的外罩的托盘。

图4举例说明了外罩的盖和托盘之间的界面的近距离透视图。

图5示出了沿着图3中的线5-5的剖视图。

图6举例说明了在与蓄电池组件接合位置中的外罩的保持零件的近距离透视图。

图7A举例说明了沿着图2中的线7-7的保持零件的近距离剖视图。

图7B举例说明了当保持零件在弯曲位置时沿着图2中的线7-7的保持零件的近距离剖视图。

图8举例说明了安装至图3的托盘的蓄电池组件的冷板的近视图。

图9举例说明了将蓄电池组件从外罩移除后的沿着图2中的线7-7的侧面剖视图。

图10举例说明了将蓄电池组件封装在外罩中的沿着图2中的线7-7的侧视图。

图11示出了另一示例性的保持零件的局部剖视图。

图12示出了另一示例性的保持零件的局部剖视图。

图13示出了在安装位置中的图12的保持零件的局部剖视图。

图14示出了支承图2-10的外罩的示例性的带的透视图。

图15示出了与图2-10的外罩的配合的带的透视图。

具体实施方式

参照图1，示例性的电动车辆10包括至少具有蓄电池组件18和电机22的动力传动系统14。示例性的电动车辆10是混合动力电动车辆(HEV)，然而，应该理解的是，在此描述的概念并不限于HEV并且可扩展至其它电动车辆，包括，但不限于，插电式混合动力电动车辆(PHEV)和纯电动车辆(BEV)。

示例性的电机22包括马达和单独的发电机。其它的实例可包括组合的马达/发电机。

在一示例性的实施例中，动力传动系统是功率分流动力传动系统，其使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(未示出)和电机22的组合。第二驱动系统至少包括电机22和蓄电池组件18。在该实例中，第二驱动系统被视为动力传动系统14的电驱动系统。第一和第二驱动系统产生扭矩以驱动一组或多组车辆驱动轮。

蓄电池组件18是示例性的类型的电动车辆蓄电池组件。蓄电池组件18可具有高压蓄电池的形式，其能够输出电功率以运行电机22。其它类型的能量贮存装置、输出装置、或二者都可于电动车辆10。在一些操作模式中，电机22为蓄电池组件18充电。通常，蓄电池组件18包括侧壁、端板、冷板、隔片、蓄电池单元、和相关的组件。

在该实例中，蓄电池组件18被封装在蓄电池组件外罩30的内部。蓄电池组件18和外罩30在电动车辆10的外部。在该实例中，外罩30被安装至电动车辆10的底板34的外表面。外罩30保持和保护蓄电池组件18和其它相关的组件。

连接至底板34的带36支承外罩30蓄电池组件18。带36在外罩30的下面延伸。

示例性的蓄电池外罩30包括托盘40和盖44。它们在该实例中都由热塑材料模塑而成。可使用的热塑材料的一些实例包括高密度聚乙烯或聚丙烯。可以使用相对柔软和易延展的塑料。

在另一实例中，托盘40或盖44之一是刚性材料，并且托盘40或盖44的另一个是柔性的。

可选择地，非聚合物柔性材料，例如，弹簧钢，可用于外罩(允许蓄电池组件18相对于车身的弹簧压缩)。

在该实例中，盖44具有与底板34的轮廓啮合的轮廓，其允许盖44和外罩30紧紧地抱住底板34。轮廓也可在装配过程中帮助外罩30与底板34对齐。

托盘40和盖44在界面48通过振动焊接、超声焊接、激光焊接、热板焊接或主要连接聚合物材料的一些其它的方法彼此固定。这些连接技术将托盘40密封至盖44，以防止污染物进入外罩30。

显而易见地，示例性的托盘40在界面48被固定至盖44而没有机械固定件，例如，螺栓、螺钉等。固定的方法也不需要为了提供用于啮合机械紧固件的区域而从托盘40或盖44横向延伸出紧固件凸缘。除去了紧固件凸缘节约了包装空间。

托盘40包括多个波纹54。外罩30相对于蓄电池组件18是尺寸过小的，这样，当蓄电池组件18被安装在外罩30的内部时，波纹54弯曲或偏斜。当电动车辆10被驱动时，波纹54弯曲可帮助吸收震动。波纹54弯曲以吸收这些震动。波纹54也为蓄电池组件18的底部提供好的热接触。波纹54可同样地弯曲并吸收从车轮抛出的石头给予的负载，或来自于路面(减速带)的负载或道路碎片(任何异物)。

在另一实例中，外罩30压缩蓄电池组件18，当其被固定至车辆时。在这样的实例中，由于固定到车辆结构，外罩30的有些部分相对于蓄电池组件18压缩。

在该实例中，没有蓄电池组件18的外罩30的内部的高度小于有蓄电池组件18封装在外罩30中的内部的高度。因此，当蓄电池组件18封装在外罩30中时，蓄电池组件18对托盘40和盖44施加压力，导致外罩30的有些部分弯曲。这些部分可以是波纹54或者可以附加地或可选择地是盖44的顶部或由盖和托盘发展出的侧壁。这导致外罩在蓄电池组件18上施加压力并帮助将蓄电池组件18固定在外罩30内部。

示例性的外罩30连同电动车辆10一起描述。在其它实例中，外罩可用于封装其它应用中相对重的蓄电池，例如，飞机。其它的零件可被封装在外罩中，而不是蓄电池，或除了蓄电池之外。其它可能的零件包括电源、电控模块等。

现参照图2至8并继续参照图1，另一示例性的外罩130包括多个可维修部分72和不可维修部分74。这些部分通过壁76彼此分开。壁76的一部分或全部可与托盘140或盖144一起模塑。壁76、托盘140、和盖144在该实例中是热塑材料。

托盘140和盖144在界面148被彼此固定。托盘140和盖144可包括靠近界面148的互补的垂直延伸的凸缘150和152。在托盘140至盖144的固定的过程中，凸缘150和152可，例如，帮助定位。

热固塑料，或任何其它的工程树脂或两个或更多的聚合物材料的组合或另一有弹性的柔性材料，例如，弹簧钢，也可用于形成壁76、托盘140、盖144或这些的一些组合的一部分或全部。

蓄电池电控模块(BECM)和母线电气中心(BEC)可被封装在可维修部分72中。蓄电池组件18被封装在不可维修部分74中。隔框连接84可被模塑在壁76或其它区域中，以将可维修部分72和不可维修部分74电力地和热地彼此连接并连接到外罩130的外部区域。

示例性的隔框84包括接收软管90的凸缘衬套88。该凸缘衬套被塑性包覆成型至并通过塑料焊接点92被固定至壁76(图5)。凸缘衬套88的凸缘94在不可维修部分74中。

外罩130可包括一个或多个盖，例如，剥离式盖，以便当托盘140固定至盖144时，为技术人员提供使用外罩130的可维修部分72的权利。当技术人员正在检修封装在可维修部分72中的组件时，壁76阻止技术人员使用不可维修部分74，并且尤其是蓄电池组件18。

外罩130被设计成在不可维修部分74中压缩蓄电池组件18。外罩130包括附加的零件，以将一个或多个蓄电池组件18固定在由托盘140和盖144之间提供的内部。例如，外罩130的托盘140包括多个保持零件58。

示例性的保持零件58是卡扣、环和凸耳样式的零件，其包括从托盘140向上延伸的凸缘62。凸缘62定义孔66。托盘140包括被定位在蓄电池组件18的下面的波纹154。凸缘62横向处在波纹154的两个不同的组之间。在其它实例中，其中不使用两个不同的蓄电池阵列，凸缘62横向地在波纹154的外部。

当蓄电池组件18安装在外罩130的内部时，蓄电池组件18的凸耳70延伸穿过凸缘62的孔66。凸缘62可在方向F(图7B)上横向地向外弯曲，以允许凸耳70向下至与孔66对齐的位置移动。

示例性的凸缘62与托盘140一起模塑。被模塑的凸缘62比，例如，钢凸缘，能够更好的弯曲以在安装过程中容纳蓄电池组件18。

在该实例中，凸缘62是环状塑料，并且凸耳70是金属的。在其它实例中，该设计可使用金属或塑料的锁定销或环，其接收互补的金属或塑料的锁定销或环，或者塑料也可以是互补的锁定销而不是环。

托盘140也包括唇部64，其与托盘140一起模塑而成。唇部64防止蓄电池组件18在外罩130的内部横向移动。在该实例中，唇部64与凸缘62交替地沿着蓄电池组件18的长度。

盖144也可包括固定蓄电池组件18的零件。例如，盖144包括多个模塑的凹坑78。凹坑78向下延伸以在安装位置中连接蓄电池组件18的面向上的表面。

在该实例中，至少一个凹坑78b在两个横向邻近的蓄电池组件18之间延伸，以阻止蓄电池组件18在外罩130中横向移动。此外，在沿着顺着阵列排列的盖的顶部、前部和尾部边缘有凹坑78a，其阻止前和后蓄电池组件分别在向前和向后的方向中的横向移动。

示例性的外罩130包括相对于蓄电池组件18尺寸过小的内部。因此，当安装蓄电池组件18时，蓄电池组件18下面的波纹154可被弯曲和偏斜。在盖144中的一些凹坑78由于尺寸过小的内部也可弯曲和偏斜。

波纹154可增强托盘140。此外，波纹154可用于保持冷却管156，其传送冷却剂以冷却蓄电池组件18。冷却管156可直接与蓄电池组件18的冷板160(图8)接触，以促进热交流。从托盘的延伸部可被接收在冷板160中的孔中，或反之亦然，以稳定冷板160。

图9示出了在蓄电池组件18的安装之前的示例性的外罩130的内部。由距离H₁表示将接收蓄电池组件18之一的内部的区域的最小高度。

图10示出了有两个蓄电池组件18安装在内部的蓄电池组件外罩130。蓄电池组件18有效地将内部的高度增加至距离H₂，其大于距离H₁。蓄电池组件18因此在托盘140和盖144之间被压缩。压缩有助于使蓄电池组件18相对于外罩130更稳定。压缩实际上是通过外罩130施加在蓄电池组件18上的弹簧力。

可使用不同于卡扣形式的保持零件58的保持零件。参照图11，另一示例性的蓄电池组件18′可包括延伸部80，其被接收在凹处82中，该凹处82与托盘140′一起模塑成形。该延伸部包括扩大的端部82，其被捕获在限定凹处82的锥形壁中。一旦延伸部80插入在凹处82中，壁将向外弯曲以容纳扩大的端部86。

另一延伸部(未示出)可从蓄电池组件向上延伸以接收到盖的凹处中。

现参照图12和13，另一示例性的蓄电池组件18″通过保持楔99保持在外罩230的托盘240和盖244中。在该实例中，盖244的壁101包括具有齿103的面向内的边缘。保持楔99包括齿105。

在装配过程中，楔99在方向D中被移动楔入蓄电池组件18″和壁101之间。该移动使壁101向外偏移。在该位置(图12)，楔99阻止蓄电池组件18″相对于外罩230的横向移动。齿103与齿105接触以阻止楔99在与方向D相反的方向中回退。

楔99包括具有用于接收推动工具的插孔107的第一端部，其用于将楔99推进图12的安装位置中。第一端部朝向第二端部111逐渐变细。这样的逐渐变细有助于楔99进入安装位置的移动。这样的逐渐变细也引起壁101和蓄电池组件18″之间的偏置的压力。

其它的保持零件可包括卡扣式的钩、扣眼、圣诞树紧固件等。

示例性的外罩130通过一个或多个带被固定至底板。托盘140，在该实例中，包括嵌入模内的槽96，其接收带并帮助稳定带相对于外罩的位置。带可以是，例如，织网材料或实心钢。网状带可由热塑性树脂涂覆或包覆成型，例如，以防止撕裂和环境暴露。

参照图14和15，多个带136用于与外罩130相连。带136可具有循环回到它们自身的端部。带136包括沿着带136的一部分定位的凸肩(collar)98。凸肩98可由聚合物制造，这将呈现出对于外罩130非粗糙、非锋利的表面。凸肩98可包括凸缘100，以提供用于将带136固定至外罩130的紧固件支承面。凸缘100可直接与槽96的壁配合。凸肩98可以是，例如，利用高密度聚乙烯包覆成型的，或者是由非钢套筒保护的。带136可进一步被至少部分地模塑到托盘140中或蓄电池外罩130的另一部分中。

带136可被设计用于在安装时对外罩130施加压缩力。带136可被制成短的以当带136被固定时引起外罩130和车辆的底板之间的过盈配合。该过盈配合可提高保持力并减少外罩和底板之间的感知到的设计间隙。

已公开的实例的特征包括保护蓄电池组件、或其它类型的组件，配备有具有比现有技术的设计减少了数量的组件和紧固件的外罩。与其它设计相比，该外罩对于相对复杂的设计可减少制造工序循环时间、增强制造可行性、并减少重量。

在一些实例中，外罩吸收碰撞能量以增强耐撞性，并对石头的连续敲击、地面冲击、水侵、和其它环境噪音产生有效的阻力。

相对于为了机械紧固件、单独的密封等而需要凸缘的设计，示例性的外罩可具有紧紧地包装封装和加强的能量密度。示例性的外罩进一步可具有相对改进的外罩与车身的接触，其提供改进的封装密度而不会负面地影响性能和噪声、振动和粗糙性(Noise Vibration and Harshness，NVH)的目标。

前述的说明实质上是示例性的而非限制性的。在不脱离本发明的本质的情况下，对所公开的实例的变化和修改对于本领域技术人员来说可变得显而易见。因此，本发明所给出的法律保护的范围可仅通过研究以下权利要求确定。

Claims (9)

1.一种蓄电池组件外罩，包含：

托盘；

固定至托盘以提供处于二者中间的内部的盖；和

多个模塑的保持零件，以固定容纳在内部中的蓄电池组件。

2.根据权利要求1所述的外罩，其中，保持零件与盖或托盘被模塑在一起。

3.根据权利要求1所述的外罩，其中，保持零件包含限定孔的凸缘，在蓄电池组件安装在内部中时，该凸缘偏斜以将凸耳容纳在孔中。

4.根据权利要求1所述的外罩，其中，托盘、盖、或二者都是热塑性塑料。

5.根据权利要求4所述的外罩，其中，盖被焊接至托盘。

6.根据权利要求1所述的外罩，包括从托盘、盖、或二者延伸进入内部的连接壁，该连接壁将不可维修区域和内部的可维修区域分开。

7.根据权利要求1所述的外罩，其中，托盘包括波纹，当蓄电池组件被定位在内部中时，该波纹偏斜。

8.根据权利要求1所述的外罩，其中，当蓄电池组件在内部之外时，内部相对于蓄电池组件是尺寸过小的，这样，当蓄电池组件在内部之中时，托盘和盖压缩蓄电池组件。

9.一种包含权利要求1所述的蓄电池组件外罩的组件，进一步包含在内部之中的蓄电池组件，该蓄电池组件相对于托盘和盖只使用模塑的紧固件固定。