CN106252783A - 电池单元保持总成和方法 - Google Patents

Abstract

一种示例性保持总成包括多个电池单元、热交换结构、和将热交换结构和多个电池单元牵拉在一起的带。

Description

电池单元保持总成和方法

技术领域

本发明涉及电池阵列保持，以及更具体地涉及通过带保持牵引电池单元和其它部件。

背景技术

通常，电动车辆区别于传统的机动车辆，因为电动车辆选择性地使用一个或多个电池供电的电机进行驱动。与电动车辆相比，传统的机动车辆只依赖于内燃发动机驱动。电机可替代内燃发动机，或者除内燃发动机之外还使用电机来驱动电动车辆。示例的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(FCV)、和电池电动车辆(BEV)。

提供电力至电机的电池可被称为牵引电池。牵引电池包括固定在电池组中的一个或多个电池阵列。牵引电池可被选择性地加热或选择性地冷却。

发明内容

一种根据本发明的示例性方面的保持总成包括，除了别的之外，多个电池单元、热交换结构、和将所述热交换结构和多个电池单元牵拉在一起的带。

在前述总成的进一步非限制性实施例中，所述带从邻近所述多个电池单元的第一横向侧面的第一位置延伸至邻近所述多个电池单元的第二横向侧面的第二位置。

在任一前述总成的进一步非限制性实施例中，总成包括保持所述带的锚定件。

在任一前述总成的进一步非限制性实施例中，所述热交换结构包含锚定件。

在任一前述总成的进一步非限制性实施例中，所述锚定件是使所述带被直接固定的固定锚定件。

在任一前述总成的进一步非限制性实施例中，所述多个电池单元与所述热交换结构的第一表面交界并且所述带延伸经过所述第一表面至所述锚定件。

在任一前述总成的进一步非限制性实施例中，所述多个电池单元是沿着第一轴线的第一组电池单元，并且包含沿着第二轴线的第二组电池单元，其中，所述带包括将所述第一组电池单元与所述热交换结构牵拉在一起的第一部分、和将所述第二组电池单元与所述热交换结构牵拉在一起的第二部分。

在任一前述总成的进一步非限制性实施例中，所述锚定件被定位在所述第一组电池单元和所述第二组电池单元之间。

在任一前述总成的进一步非限制性实施例中，所述多个电池单元形成电动车辆的牵引电池的一部分。

在任一前述总成的进一步非限制性实施例中，总成包括邻近所述多个电池单元的第一侧的第一侧壁、和邻近所述多个电池单元的第二侧的第二侧壁，所述第一侧与所述第二侧相对。其中，所述带直接接触所述侧壁。

在任一前述总成的进一步非限制性实施例中，所述带与所述多个电池单元隔开以使所述带没有任何部分接触所述多个电池单元。

在任一前述总成的进一步非限制性实施例中，总成包括至少一个支撑件。所述带将所述支撑件压靠在与所述多个电池单元相对的所述热交换结构的一侧。

在任一前述总成的进一步非限制性实施例中，总成包括拉紧装置。其中，所述带具有拉力并且所述拉紧装置配置为调节所述拉力。

在任一前述总成的进一步非限制性实施例中，所述热交换结构提供冷却液路径。

一种根据本发明的示例性方面的保持方法包括，除了别的之外，使用带将多个电池单元与热交换结构牵拉在一起。

在前述方法的进一步非限制性实施例中，方法包括在牵拉期间使所述带周向围绕所述多个电池单元和所述热交换结构。

在任一前述方法的进一步非限制性实施例中，方法包括在牵拉期间拉紧所述带。

在任一前述方法的进一步非限制性实施例中，方法包括在锚定件处锚固所述带而无需将所述带紧固至所述锚定件。

在任一前述方法的进一步非限制性实施例中，方法包括在牵拉期间将所述带的所有部分与所述热交换结构隔开。

在任一前述方法的进一步非限制性实施例中，所述多个电池单元是第一组电池单元，并且所述带进一步牵拉第二组电池单元，所述第二组电池单元与所述第一组电池单元独立并间隔开。

附图说明

通过详细说明，所公开的实例的各个特征和优点对于本领域技术人员来说将变得显而易见。伴随详细说明的附图可被简述如下：

图1举例说明了电动车辆的动力传动系统的示意图；

图2举例说明了来自于图1的动力传动系统的电池组的电池阵列的透视图；

图3举例说明了图2的电池阵列移除了选择的部分的透视图；

图4举例说明了在图2中的线4-4的剖视图；

图5举例说明了在图2的电池组中使用的另一示例的电池阵列的剖视图；

图6举例说明了在图2的电池组中使用的另一示例的电池阵列的剖视图；

图7举例说明了在图2的电池组中使用的其它示例的电池阵列的剖视图；

图8举例说明了图7的一部分的近视图；

图9示出了在图2的电池组中使用的其它示例的电池阵列的剖视图。

具体实施方式

本发明大体上涉及电池阵列的保持部件。更具体地，本发明涉及保持部件以使阵列的电池单元和热交换结构使用带牵拉在一起。

参照图1，混合动力电动车辆(HEV)的动力传动系统10包括具有多个阵列18的电池组14、内燃发动机20、马达22、和发电机24。马达22和发电机24是电机的类型。马达22和发电机24可以是分开的或者可以具有结合的马达-发电机的形式。

在该实施例中，动力传动系统10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。第一和第二驱动系统生成扭矩以驱动一组或多组车辆驱动轮28。第一驱动系统包括发动机20和发电机24的组合。第二驱动系统至少包括马达22、发电机24、和电池组14。马达22和发电机24是动力传动系统10的电力驱动系统的部分。

发动机20以及发电机24可以通过动力传输单元30连接，例如，通过行星齿轮组。当然，其它类型的动力传输单元——包括其它齿轮组和传动装置——可用于将发动机20连接至发电机24。在一个非限制性实施例中，动力传输单元30是行星齿轮组，其包括环形齿轮32、中心齿轮34、和行星齿轮架总成36。

发电机24可以由发动机20通过动力传输单元30驱动，以将动能转换成电能。发电机24可选择性地起马达的作用，以将电能转换成动能，从而输出扭矩至连接至动力传输单元30的轴38。

动力传输单元30的环形齿轮32可被连接至轴40，轴40通过第二动力传输单元44被连接至车辆驱动轮28。第二动力传输单元44可包括具有多个齿轮46的齿轮组。其它的动力传输单元可被用在其它实例中。

齿轮46传输来自于发动机20的扭矩至差速器48，以最终提供牵引力至车辆驱动轮28。差速器48可包括允许扭矩传输至车辆驱动轮28的多个齿轮。在该实例中，第二动力传输单元44通过差速器48被机械地连接至轮轴50，以将扭矩分配至车辆驱动轮28。

马达22也可通过输出扭矩至也与第二动力传输单元44连接的轴54而选择性地用于驱动车辆驱动轮28。在此实施例中，马达22和发电机24配合作为再生制动系统的一部分，在再生制动系统中，马达22和发电机24可用作马达以输出扭矩。例如，马达22和发电机24可以每个都输出电力以使电池组14的单元再充电。

电池组14是牵引电池，因为电池组14提供用于驱动车轮28的推进功率。

现参照图2至4，每个阵列18包括多个电池单元60、热交换结构64、阵列板68、汇流条总成72、和至少一个带76。

电池单元60设置在热交换结构64上，热交换结构64在该实例中是热交换板。多个电池单元60沿着轴线A设置。电池单元60是棱柱的或袋状的单元。其它电池单元类型(例如圆柱形单元)可用在其它实例中。

示例的阵列18通过传递通过热交换结构64的冷却液冷却。示例的热交换结构64可被认为是冷却板。

在该实例中，冷却液移动通过向着设置在热交换结构64中的路径80开放的入口78。冷却液移动通过路径80以与单元60、阵列板68、和阵列18的其它部分交换热能。冷却液在向着热交换结构64中的路径80开放的出口82离开冷却路径。

虽然冷却液在该实例中用于冷却阵列18。但另一实例可包括通过移动通过路径80的液体加热阵列18。

阵列板68定位为抵靠或邻近多个电池单元60的侧面或端面。阵列板68包括侧壁84和端壁86。侧壁84设置在单元60的相对横向侧面上。即，侧壁84a中的一个被定位邻近单元60的第一横向侧面，并且侧壁84a中的另一个被定位邻近单元60的相对的第二横向侧面。

单元60被轴向定位在端壁86之间。单元60可在端壁86之间被轴向压缩。

在该实例中，带76围绕单元60、侧壁84a和84b、汇流条总成72、和热交换结构64周向延伸。因为带76完全周向围绕电池单元60，每个带76都从电池单元60的第一横向侧面延伸至电池单元的第二横向侧面。

带76处在拉力下。带76可每个都包含拉紧装置88以使用户能够调节拉力。本领域技术人员和本发明的受益者可选择适合于使带拉紧的拉紧装置。

带76在该实例中具有矩形横截面。带76可以是金属带、织物(例如，安全带织带)、含有玻璃或碳纤维的增强聚合物带/织物、或另一相对高强度、相对柔性的元件。其它实例的带76可具有圆形横截面，例如，绳。带76可进一步包括多个单独的带。

拉紧带76将热交换结构64和多个电池单元60牵拉在一起。特别地，示例的带76，当拉紧时，将热交换结构64的表面92向上牵拉抵靠于单元60的朝向下的表面94。

将热交换结构64和多个电池单元60牵拉在一起有利于热交换结构64和单元60之间的可靠的热连接。

热交换结构64无需直接接触朝向下的表面94。例如导热材料片可定位在单元60的朝向下的表面94和热交换结构64的朝向上的表面92之间。

示例的热交换结构64设置在阵列18的垂直底部。在其它实例中，热交换结构可被定位在另一区域中，例如，在阵列18的垂直顶部、或阵列18的横向侧面。

热交换结构64被示出为单板，但是可包括多个单独的板或结构。例如，第一热交换结构可定位在阵列18的垂直顶部，并且第二热交换结构可定位在阵列18的横向侧面中的一个。

示例的带76直接接触侧壁84a的朝向上的表面90a和侧壁84b的朝向上的表面90b。

在一些实例中，侧壁84可以包括槽96。每个槽96与带76中的一个关联。侧壁84a的槽96与侧壁84b的相应槽96轴向对齐。槽96接收带76并且帮助保持带76相对于阵列18的其余部分的轴向位置。

侧壁84包括从槽96的垂直底部向着轴线A延伸的凸缘98。凸缘98可支撑带76并因为带76的拉力而分配负载。

带76的一部分从侧壁84a横跨至侧壁84b。带76的该部分与汇流条总成72隔开。

在另一实例中，带76的该部分可与汇流条总成72接触以向着单元60的朝向上的表面100牵拉汇流条总成72。例如，带76可以接触汇流条总成72的梁102以将汇流条总成72向下拉靠于单元60的朝向上的表面100。梁102可在相对向轴端被额外地固定在端壁86。

在该实例中，支撑件104被定位在带76和热交换结构64之间。支撑件104可有利于将带76上的拉力导致的负载分配至单元60的期望的方向和区域中。支撑件104集成于热交换结构64中，或者可以是与热交换结构64分开的和不同的部件。

具有相对低刚度的平的、柔韧的热交换结构可在一些实例中受益于包括有支撑件104。如果支撑件不使用于这样的热交换结构，热交换结构可在它的横向侧面遭遇高弯曲负载，这可导致使单元和热交换结构之间的接触部断裂的弯曲度。

支撑件104可被定位在带76和阵列18的另一部件之间，例如，侧壁84或汇流条总成72。

现参照图5，另一示例的带76a将热交换结构64a和阵列18a的多个电池单元60a拉在一起。固定锚定件110保持带76a的第一部分。另一固定锚定件112保持带76a的第二部分。与图2至4的带76相比，带76a不围绕阵列18a周向延伸。

固定锚定件110在电池单元60a的第一横向侧面上，并且固定锚定件112在电池单元60a的第二横向侧面上。带76因此从电池单元60a的第一横向侧面延伸至电池单元60a的第二横向侧面。

带76a至热交换结构64a的附接提供固定锚定件110。带76a至热交换结构64a的附接提供固定锚定件112。

拉紧装置88a可用于拉紧带76a。拉紧带76a在阵列18a上施加将热交换结构64a和电池单元60a牵拉在一起的力。

各种技术可用于将带76a附接至热交换结构64a，包括，但不限于，螺栓、夹具、捆扎带76a、粘合剂等等。

现参照图6，另一示例的带76b将热交换结构64b和阵列18b的多个电池单元60b拉在一起。固定锚定件114保持带76b的第一部分。另一固定锚定件116保持带76b的第二部分。类似于图5的带76a，带76b不围绕阵列18a周向延伸。

固定锚定件114在电池单元60b的第一横向侧面上，并且固定锚定件116在电池单元60b的第二横向侧面上。带76b因此从电池单元60b的第一横向侧面延伸至电池单元60b的第二横向侧面。

带76a至托盘结构120的附接提供固定锚定件114。带76a至托盘结构120的附接提供固定锚定件116。

拉紧装置88b可用于拉紧带76b。拉紧带76b在阵列18b上施加将热交换结构64b和电池单元60b拉在一起的力。示例的热交换结构64b接触托盘结构120。当拉紧带76b时，热交换结构64b和托盘结构120一起提供必要的向上反作用力。即，热交换结构64b和托盘结构一起作用以抵抗通过拉紧带76b或多个带引入的任何弯矩。在其它实例中，当拉紧带时，其它部件可提供反作用力。

托盘结构120与阵列18b分开。托盘结构120可集成于电池组14中并用于支撑阵列18b。

在另一实例中，固定锚定件114、固定锚定件116、或二者都可固定至非托盘结构120的结构，例如，阵列18b的另一部件。

各种技术可用于将带76b附接至托盘结构120，包括，但不限于，螺栓、夹具、捆扎带76b、粘合剂等等。

现参照图7和8，另一实例中，带76c用于固定第一阵列18c和第二阵列18c′。带76c将第一组电池单元60c和第二组电池单元60c′与热交换结构64c牵拉在一起。

带76c可包括使用固定锚定件110c和固定锚定件112c固定的部分。在该实例中，热交换结构64c提供固定锚定件110c和112c。

条124为带76c提供非固定锚定件126。带76c围绕条124成环。示例的条124被定位在阵列18c和阵列18c′之间。

示例的条124是热交换结构64c的一部分。带76c穿过热交换结构64c中的孔延伸，这允许带76c围绕条124成环。在另一实例中，条124与热交换结构64c分开。

拉紧装置88c可用于拉紧带76c。拉紧带76c会将带76拉靠于条124，以提供非固定锚定件126。非固定锚定件126是不固定的因为带76c不直接连接到条124。

因为带76c不固定至非固定锚定件126，拉紧带76c可将电池单元60c、60c′一起拉向热交换结构64c。

在另一实例中，锚定件126是固定锚定件并且带76c包括第二拉紧装置。拉紧装置88c可用于将电池单元60c′和热交换结构64c拉在一起。第二拉紧装置可用于将电池单元60c和热交换结构64c拉在一起，以使阵列18c可与阵列18c′独立地拉紧。

参照图9，在另一实例中，条130为带76d提供非固定锚定件134。带76d围绕条130成环。

拉紧装置88d可用于拉紧带76d。拉紧带76d会将带76d拉靠于条130，以提供非固定锚定件132。非固定锚定件132是不固定的因为带76d不直接连接到条130。

在该实例中，热交换结构64d包括与阵列18d关联的第一部分和与阵列18d′关联的第二部分。第一部分和第二部分可以是两个或更多分开的和不同的热交换器，或者可以是单个连续的热交换器的部分。条130不是热交换结构64d的任一部分的部件。

带76d穿过热交换结构64d的第一和第二部分之间的开口延伸，以围绕条130成环。条130可位于热交换结构64d的与单元60d相对的侧面上或者可位于托盘结构上。条130可以全部或部分在热交换结构64d之下。

在该实例中，电池单元60d与热交换结构64d在表面128交界，并且条130被定位相对于电池单元60d经过表面128。

固定锚定件138保持带76d的一部分。带76d至与热交换结构64d分开的支撑件140的附接提供固定锚定件138。托盘结构可包括例如支撑件140。

固定锚定件142保持带76d的另一部分。带76d至与热交换结构64d分开的支撑件144的附接提供固定锚定件142。

带76d围绕支撑件146成环以提供非固定支撑件148，这在带76d连接固定锚定件142之前重新定向带76d。托盘结构可提供支撑件140、支撑件144、和支撑件146、或它们的任何组合。

在该实例中，带76d的所有部分与热交换结构64d分开，以使带76d没有部分与热交换结构64d接触。

带可与固定锚定件和非固定锚定件的任何组合一起使用以将热交换结构和多个电池单元拉在一起。带可完全周向围绕单元，如在图2和3的实例中示出的。带可部分周向围绕单元，如在图4至8的实例中示出的。

上述一些实例的特征是消除或减少固定电池阵列所需的螺纹紧固件、趾夹等。在一些实例中，这可减少需要的封装占用空间。

例如，再次参照图7，阵列18c可因为锚定条124而被定位靠近阵列18c′。如果使用机械紧固件替代锚定条124，将要求允许使用扭力工具。

另一特征是带限制电池阵列或多个阵列的横向移动，以及向上和向下移动。在惯性载荷期间，阵列可作为单个单元一起移动，除了别的之外，这可抵抗变形。

在另一实例中，在阵列之间的锚固件可被消除并且带可不仅用于将多个单元拉向热交换器还用于将一个阵列拉向邻近阵列。这可通过减少阵列之间的空间和通过阵列与阵列的接触增加系统刚度而进一步限制横向移动并减少封装占用空间。

在本发明中，相同的附图标记在适用的情况下指代相同的元件。附图标记外加字母指代改进的元件。改进的元件包含相应的改进的元件的相同特征和优点，除非另有说明。

前述说明书实质上是示例的而非限制性的。不背离本发明的本质的所公开的实例的变化和改进将变得显而易见。因此，给予本发明的法律保护的范围仅通过研究以下权利要求确定。

Claims (14)

1.一种保持总成，包含：

多个电池单元；

热交换结构；和

将所述热交换结构和所述多个电池单元牵拉在一起的带。

2.根据权利要求1所述的保持总成，其中，所述带从邻近所述多个电池单元的第一横向侧面的第一位置延伸至邻近所述多个电池单元的第二横向侧面的第二位置。

3.根据权利要求1所述的保持总成，进一步包含保持所述带的锚定件。

4.根据权利要求3所述的保持总成，其中，所述热交换结构包含锚定件。

5.根据权利要求3所述的保持总成，其中，所述锚定件是使所述带被直接固定的固定锚定件。

6.根据权利要求3所述的保持总成，其中，所述第一组电池单元与所述热交换结构的第一表面交界并且所述带经过所述第一表面延伸至所述锚定件。

7.根据权利要求3所述的保持总成，其中，所述多个电池单元是沿着第一轴线的第一组电池单元，并且所述保持总成进一步包含沿着第二轴线的第二组电池单元，其中，所述带包括将所述第一组电池单元与所述热交换结构牵拉在一起的第一部分、和将所述第二组电池单元与所述热交换结构牵拉在一起的第二部分。

8.根据权利要求7所述的保持总成，其中，所述锚定件被定位在所述第一组电池单元和所述第二组电池单元之间。

9.根据权利要求1所述的保持总成，其中，所述多个电池单元形成电动车辆的牵引电池的一部分。

10.根据权利要求1所述的保持总成，进一步包含邻近所述多个电池单元的第一侧的第一侧壁、和邻近所述电池单元的第二侧的第二侧壁，所述第一侧与所述第二侧相对，其中，所述带直接接触所述侧壁。

11.根据权利要求10所述的保持总成，其中，所述带与所述多个电池单元隔开以使所述带没有任何部分接触所述多个电池单元。

12.根据权利要求1所述的保持总成，进一步包含至少一个支撑件，所述带将所述至少一个支撑件压靠在与所述多个电池单元相对的所述热交换结构的一侧。

13.根据权利要求1所述的保持总成，进一步包含拉紧装置，其中，所述带具有拉力并且所述拉紧装置配置为调节所述拉力。

14.根据权利要求1所述的保持总成，其中，所述热交换结构提供冷却液路径。