CN106374064A - 电池组端板 - Google Patents

Abstract

一种示例性电池组总成包括具有第一侧区域和与第一侧区域相对的第二侧区域的端板、在第一侧区域中的第一连接器、以及在第二侧区域中的第二连接器。第一连接器和第二连接器各自提供连接点，当第一侧区域或第二侧区域中相应的一个被定位成靠近支撑件时，该连接点将端板固定到支撑件。

Description

电池组端板

技术领域

本发明涉及电池阵列的端板。更具体地，本发明涉及一种端板，该端板可以被用在具有在第一取向的电池单元的阵列中，并且可以可选择地被用在具有在不同于该第一取向的第二取向的电池单元的阵列中。

背景技术

一般而言，电动车辆不同于常规机动车辆，因为电动车辆使用一个或多个由电池供电的电机来选择性地驱动。相比于电动车辆，常规机动车辆仅使用内燃发动机来驱动。电机可以代替内燃发动机或除了内燃发动机之外来驱动电动车辆。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(FCV)和电池电动车辆(BEV)。

电池阵列包括给电池供电的电机供电的电池单元的组。端板有助于保持电池单元的组。在电池阵列内，电池单元的组可以具有除了其他方面以外取决于电动车辆内的封装限制的不同的取向。每个取向可能需要独特设计的端板，这增加了设计复杂性。

发明内容

根据本发明的示例性方面的一种电池组总成除了其他方面以外包括端板，该端板具有第一侧区域和与第一侧区域相对的第二侧区域。第一连接器在第一侧区域中。第二连接器在第二侧区域中。第一连接器和第二连接器各自提供当第一侧区或第二侧区域中相应的一个被定位成靠近支撑件时将端板固定到支撑件的连接点。

在前述总成的进一步非限制性实施例中，端板的中线从第一侧区域延伸到第二侧区域，第一连接器从中线在第一方向上偏移，并且第二连接器从中线在与第一方向相反的第二方向上偏移。

在任一前述总成的进一步非限制性实施例中，支撑件是托盘。

在任一前述总成的进一步非限制性实施例中，端板被配置为保持多个侧向取向的电池单元，并且进一步被配置为保持多个标准取向的电池单元。

在任一前述总成的进一步非限制性实施例中，该总成包括具有第一连接器的第一凸缘和具有第二连接器的第二凸缘。第一凸缘和第二凸缘从端板的周围区域在与面向多个电池单元的端板的表面相反的方向上延伸。

在任一前述总成的进一步非限制性实施例中，该总成包括在第一凸缘中的第一提升部件和在第二凸缘中的第二提升部件。第一提升部件提供第一提升辅助连接，当第二侧区域被定位成靠近支撑件时，该第一提升辅助连接将提升辅助臂连接到端板。第二提升部件提供第二提升辅助连接，当第一侧区域被定位成靠近支撑件时，该第二提升辅助连接将提升辅助臂连接到端板。

在任一前述总成的进一步非限制性实施例中，该总成包括在端板的第三侧区域中的第三连接器。第三侧区域从第一侧区域延伸到第二侧区域。第三连接器提供将端板固定到横切于支撑件的热交换器板的连接点。

在任一前述总成的进一步非限制性实施例中，由第三连接器提供的连接点将端板固定到热交换器板和另一端板。

在任一前述总成的进一步非限制性实施例中，当第三侧区域被定位成靠近热交换器板时，由第三连接器提供的连接点将端板固定到热交换器板。

在任一前述总成的进一步非限制性实施例中，该总成包括在端板的第四侧区域中的提升部件，第四侧区域与第三侧区域相对并且从第一侧区域延伸到第二侧区域。该提升部件提供提升辅助连接，当第三侧区域被定位成靠近热交换器板时，该提升辅助连接选择性地将提升辅助臂连接到端板。

根据本发明的示例性方面的一种电池组总成除了其他方面以外包括沿着第一轴线设置的第一组侧向取向的电池单元、沿着与第一轴线间隔开的第二轴线设置的第二组侧向取向的电池单元、在第一组的轴向端处的第一端板以及在第二组的轴向端处的第二端板。第一端板可与第二端板互换。

在前述总成的进一步非限制性实施例中，当第一端板相对于第二端板绕第一轴线被旋转180度时，第一端板相当于第二端板。

在任一前述总成的进一步非限制性实施例中，该总成进一步包含在第一组和第二组之间的隔板。

在任一前述总成的进一步非限制性实施例中，第一端板和第二端板各自包括在侧区域中的连接器。第一端板的连接器和第二端板的连接器将第一端板和第二端板彼此连接并且连接到隔板。

在任一前述总成的进一步非限制性实施例中，第一端板的连接器和第二端板的连接器被配置为当侧区域被定位成靠近电池结构时将第一端板或第二端板中相应的一个固定到该电池结构以保持标准取向的电池单元的组。

在任一前述总成的进一步非限制性实施例中，第一组侧向取向的电池单元的端子在第一方向上横向背离隔板，第二组侧向取向的电池单元的端子在第二方向上横向背离隔板，并且标准取向的电池单元的组的端子向上背离电池结构。

根据本发明的示例性方面的一种方法除了其他方面以外包括在端板的第一侧区域中形成第一连接器并且在端板的与第一侧区域相对的第二侧区域中形成第二连接器。第一连接器提供当第一侧区域被定位成靠近支撑件时将端板固定到支撑件的连接点。第二连接器提供当第二侧区域被定位成靠近支撑件时将端板固定到支撑件的连接点。

在前述方法的进一步非限制性实施例中，该方法包括在形成期间铸造端板。

在任一前述方法的进一步非限制性实施例中，该方法包括在端板的第三侧区域中形成第三连接器。第三侧区域从第一侧区域延伸到第二侧区域。第三连接器提供将端板固定到横切于支撑件的热交换器板的连接点。

在任一前述方法的进一步非限制性实施例中，当第三侧区域被定位成靠近热交换器板时，由第三连接器提供的连接点用于将端板固定到热交换器板。

附图说明

通过具体实施方式，所公开的示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以被简要描述如下：

图1示出了用于示例电动车辆的动力传动系统的高度示意图；

图2示出了用在图1的动力传动系统中并且为了显示多个侧向取向的阵列已切除部分的电池组的局部示意图；

图3示出了用在图1的动力传动系统中并且为了显示多个标准取向的阵列已切除部分的电池组的局部示意图；

图4示出了用在图2的电池组和图3的电池组中的示例端板的前视图；

图5示出了示例侧向取向的阵列的透视图；

图6示出了图5的阵列的端视图；

图7示出了图5的阵列的俯视图；

图8示出了示例标准取向的阵列的端视图；

图9示出了图8的阵列中的一个的选定部分的俯视图。

具体实施方式

本发明总体上涉及一种电池阵列的端板。更具体地，本发明涉及一种端板，该端板可以被用在具有在第一取向的电池单元的阵列中，并且可以可选择地被用在具有在不同的第二取向的电池单元的阵列中。

参考图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可以是单独的或具有组合的马达-发电机的形式。

在该实施例中，动力传动系统10是使用第一驱动系统和第二驱动系统的功率分流动力传动系统。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的电驱动系统的一部分。

发动机20和发电机24可以通过动力传输单元30——例如行星齿轮组——连接。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，可以被用于将发动机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，该行星齿轮组包括环形齿轮32、中心齿轮34和行星齿轮架组件36。

发电机24可以由发动机20通过动力传输单元30来驱动以将动能转变为电能。发电机24可以可选择地用作马达以将电能转变为动能，从而输出扭矩至连接到动力传输单元30的轴38。

动力传输单元30的环形齿轮32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可以包括具有多个齿轮46的齿轮组。在其他示例中可以使用其它动力传输单元。

齿轮46将来自发动机20的扭矩传递至差速器48以最终为车辆驱动轮28提供牵引力。差速器48可以包括能够将扭矩传递至车辆驱动轮28的多个齿轮。在该示例中，第二动力传输单元44通过差速器48被机械地连接至车轴50以将扭矩分配至车辆驱动轮28。

马达22可以选择地被用于通过将扭矩输出至也连接至第二动力传输单元44的轴54来驱动车辆驱动轮28。在该实施例中，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可以被用作马达以输出扭矩。例如，马达22和发电机24可以各自输出电力以给电池组14的单元再充电。

现在参考图2并继续参考图1，示例电池组14包括在外壳60内的多个阵列18。阵列18是侧向取向的阵列。阵列18包括端板64和热交换器板68。热交换器板68被夹在成对的横向相邻的阵列18之间。

壳体60包括被固定到下托盘74的上盖72。端板64被固定到支撑件——例如下托盘74——以将阵列18保持在组14内。

一般而言，阵列18被认为是侧向取向的阵列。在示例侧向取向的阵列中，在组14内，阵列18内的电池单元的端子横向向外。阵列18内的电池单元的端子背离热交换器板。

端板64可以被用于将电池单元保持在相关联的热交换器板68的第一横向侧L₁上。端板64可以被旋转以可选择地将电池单元保持在相关联的热交换器板68的相对的第二横向侧L₂上。在图2所示的视图中，第一横向侧L₁是在热交换器板68的左手侧上，并且第二横向侧L₂是热交换器板68的右手侧。

在一些实施例中，热交换器板68被省略并且横向相邻的阵列18的端板被固定到彼此。

阵列18可以被固定在下托盘74或者可以被固定到设置在下托盘74上的热交换器板(未示出)。

现在参考图3并继续参考图1和2，用在动力传动系统10中的另一个示例电池组14'包括在壳体60'内的阵列18'。阵列18'包括端板64和热交换器板68'。在电池组14'内，横向相邻的端板64被固定到彼此并且被固定到热交换器板68'。

在一些实施例中，热交换器板68'被重新调整尺寸以允许所有四个(或一些其它数目的)端板64被固定到彼此。在这样的示例中，空间S将被消除，这可以减少电池组14'的封装占用空间。

壳体60'包括上盖72'和下托盘74'。端板64被固定到热交换器板68'，热交换器板68'被固定到支撑件——例如下托盘74'——以将阵列18'保持在外壳60'内。

在另一个示例中，端板64经由紧固件被固定到下托盘74'，该紧固件延伸穿过热交换器板68'中的孔，或延伸到热交换器板68'的周界外的下托盘74'。

一般而言，阵列18'被认为是标准取向的阵列，因为阵列18'内的电池单元的端子在电池组14'内面向上方。

值得注意的是，端板64可以从图2中所示的端板64的位置被重新定向使得端板64可以被用作图3的电池组14'内的端板64。电池组14中的端板64因此可与电池组14'中的端板64互换。

电池组14中的端板64的大体上所有几何尺寸与电池组14'中的端板64的大体上所有几何尺寸相同。也就是说，电池组14中的端板64尺寸相当于电池组14'中的端板64的尺寸。

因为电池组14中的端板64具有与电池组14'中的端板64实际上相同的尺寸，所以对于电池组14的第一横向侧L₁和第二横向侧L₂，不需要独特的端板设计。此外，对于电池组14和电池组14'，不需要独特的端板设计。电池组14中的端板64和电池组14'中的端板64可以使用常用铸造方法或一些其它常用制造方法来制造。

相对位置术语，例如“上”、“下”以及“向上”，是参照当具有动力传动系统10的混合动力电动车辆在平坦或水平地面上时组14的正常操作位置。

现在参考图4，端板64包括第一侧区域80、第二侧区域82、第三侧面区域84和第四侧面区域86。第一侧区域80与第二侧区域82相对。第三侧区域84与第四侧区域86相对。第三侧区域84和第四侧区域86延伸以将第一侧区域80连接到第二侧区域82。

第一侧区域80、第二侧区域82、第三侧面区域84和第四侧区域86的大小、形状和比例不限于图4中的端板64的具体结构。

第一侧区域80包括至少一个第一连接器90。第二侧区域82包括至少一个第二连接器92。第三侧区域84包括至少一个第三连接器94。

现在参考图5至7并继续参考图4，在电池组14中，第一连接器90提供当第一侧区域80被定位成靠近下托盘74时将端板64固定到下托盘74的第一连接点100。第二连接器92提供当第二侧区域82被定位成靠近下托盘74时将端板64固定到下托盘74的第二连接点102。

端板64的中线M从第一侧区域80延伸到第二侧区域82。第一连接器90被横向偏移到中线M的一侧。第二连接器92被横向偏移到中线M的相反侧。以这种方式偏移的第一连接器90和第二连接器92提供在区域A中的工具间隙，以便于当将第一连接器90或第二连接器92固定到下托盘74以提供相应的连接点100或连接点102时定位工具，例如扭力工具。

电池组14包括沿着第一轴线A₁设置的第一组侧向取向的电池单元110和沿着第二轴线A₂设置的第二组电池单元112。第一轴线A₁与第二轴线A₂横向间隔开。

在该示例中，电池单元110和112的组是棱柱形电池单元。在其他示例中，电池单元110和112可以是另一种类型的电池单元，例如软包电池(pouch cell)。

第一组电池单元110包括端子114。第二组电池单元112包括端子116。第一组电池单元110的端子114面向第一方向D₁。第二组电池单元112的端子118面向与第一方向D₁相反的第二方向D₂。

热交换器板68被夹在第一组电池单元110和第二组电池单元112之间。端子114和端子116面向外背离热交换器板68。

在一些示例中，隔板被用于取代热交换器板68以将第一组电池单元110与第二组电池单元112间隔开。

在其它示例中，热交换器板68被省略，使得第一组电池单元110和第二组电池单元112直接横向邻近彼此。

热交换器板68被用于将热能从电池组14移除。热交换器板68包括冷却剂入口I和冷却剂出口O。热交换器板68提供内部冷却剂路径(未示出)。冷却剂通过入口I移动到热交换器板68并且通过热交换器板68内的冷却剂路径循环。冷却剂运送来自电池组14的热能通过出口O并且远离电池组14。

当第一侧区域80被定位成靠近下托盘74时，第三侧区域84被定位成靠近热交换器板68。当第二侧区域82被定位成靠近下托盘74时，第三侧区域84被定位成靠近热交换器板68。

第三连接器94提供将端板64固定到热交换器板68并且在该示例中固定到横向相邻的端板64的连接点118。在该示例中，第三连接器94包括两个单独的连接点118。在组14内，连接点118彼此竖直间隔开。

机械紧固件，例如螺栓或螺钉，可以被用于提供连接点100、102和118。在其它示例中，其它类型的紧固件可以被用于提供连接点100、102和118。

端板64可以被用于固定第一组电池单元110。端板64可以绕轴线A₁被旋转180度并且被重新定位以固定第二组电池单元112。端板64可以被用在组14的第一轴向端处或组14的相对的轴向端处。

第一组电池单元110被轴向压缩在使用第一连接点100的端板64之一和使用第二连接点102的端板64之一之间。第二组电池单元112被轴向压缩在使用第一连接点100的端板64之一和使用第二连接点102的端板64之一之间。

在该示例中，组14包括四个端板64。端板64中的每一个经由常用制造方法来制造。通过将端板64相对于组14的其余部分重新定向，端板64中的每一个可以被用于取代其他端板64。

端板64包括表面119、第一凸缘120和第二凸缘122。表面119轴向地面向第一组电池单元110或第二组电池单元112。第一凸缘120和第二凸缘122在与表面119相反的方向上从端板64的其余部分轴向地延伸。第一凸缘120是在第一侧区域80中。第二凸缘122是在第二侧区域82中。

第一凸缘120包括第一连接器90。第二凸缘122包括第二连接器92。在该示例中，连接器90和92是在相应的凸缘120或122中的孔。

第一凸缘120进一步包括第一提升部件130。第二凸缘122进一步包括第二提升部件132。在该示例中，提升部件130和132是在第一凸缘120和第二凸缘122中的孔。

第一提升部件130提供将端板64与提升辅助臂连接的提升辅助连接。当第二侧区域82竖直位于第一侧区域80下方时，由第一提升部件130提供的提升辅助连接可以将端板64连接到提升辅助臂。

第二提升部件132提供将端板64与提升辅助臂连接的提升辅助连接。当第一侧区域80竖直位于第二侧区域82下方时，由第二提升部件132提供的提升辅助连接可以将端板64连接到提升辅助臂。

当提升辅助臂的一部分至少部分地在第一提升部件130或132内时，提升辅助臂通过提升辅助连接被连接到端板64。当提升辅助臂通过提升辅助连接被连接到端板时，提升辅助可以由用户操作以在例如制造和阵列装饰期间控制阵列18或一个以上阵列18的位置。

本领域技术人员和受益于本发明的人员可以预期如何通过第一提升部件130或132接合提升辅助臂与端板64。

现在参考图8和9并继续参考图4和7，端板64被用在组14'中以固定标准取向的阵列18'。标准取向的阵列包括具有向上背离相应的热交换器板68'的端子138的电池单元的组。电池单元的组被轴向压缩在成对端板64之间。

当端板64保持标准取向的电池单元的组时，由第三连接器94提供的连接点140将端板64连接到热交换器板68'。连接点140可以包含使用接收在由第三连接器94提供的孔内的机械紧固件的机械连接。在另一示例中，由第三连接器94提供的连接点140将端板64连接到托盘并且延伸通过热交换器板68'中的孔，或延伸到热交换器板68'的周界外的托盘。

第一凸缘120提供第一阵列到阵列连接部件150。第二凸缘122提供第二阵列到阵列连接部件152。当端板64保持标准取向的电池单元的组时，连接部件150可以被连接到连接部件152以将端板64和相应的阵列18'固定到横向相邻的阵列18'的端板64。在该示例中，机械紧固件可以连接连接部件150和152。

在该示例中，第一阵列到阵列连接部件150在第一凸缘120内形成，并且第二阵列到阵列连接部件152在第二凸缘122内形成。

第一阵列到阵列连接部件150和第二阵列到阵列连接部件152被定位在端板64的中线M处。值得注意的是，提供连接部件150和152的凸缘120和122的区域不从端板64的其余部分延伸到与提供第一连接器90和第二连接器92的凸缘120和122的部分一样远。当用于具有图5到7的侧向取向的阵列的电池组14时，连接部件150和152从而提供固定端板64的足够的间隙。

端板64包括在第四侧区域86内的第三提升部件160。第三提升部件160包含孔164。

提升辅助臂可以被插入到孔164中以提供提升辅助臂和第三提升部件160之间的提升辅助连接。当提升辅助臂的一部分被插入到孔164内时，提升辅助可以被用于重新定位阵列18'或阵列18'的一部分。

示例端板64包括凸台170和凸台172。每个凸台170和172提供锚定点以锚定例如来自端子114、116或138的引线。

凸台170、凸台172或两者都可以被用于锚定引线、阵列互连等。使用凸台170、凸台172或二者可以取决于端壁64是否被用于侧向取向的阵列18或标准取向的阵列18'。

例如，在图5至7的侧向取向的阵列18中，当在热交换器板68的左手侧上时，凸台170可以被使用，并且当在热交换器板68的右手侧上时，凸台162可以被使用。在图8和9的标准取向的组中，两个凸台170和172可以被使用。一个凸台170锚定来自阵列18'的一个横向侧上的端子138的引线，并且凸台172锚定来自相对的横向侧上的端子138的引线。

锚定引线可以包括将圣诞树形紧固件定位在凸台170或凸台172内并且将引线固定到该紧固件。

所公开的示例的特征是端板，该端板可以以多个不同的取向被用于提供跨越多种类型的电池组和车辆的通用端板。在端板可用于多种电池阵列取向的情况下，减少测试以及加工成本。

端板64可以便于阵列与阵列附接，特别是在图8和9的标准取向的阵列中。这样的附接可以消除横向相邻的阵列之间的静态间隙要求。

前面的描述本质上是示例性的而不是限制性的。对所公开的示例所做的不背离本发明的本质的变化和修改对于本领域技术人员可以变得显而易见。因此，给予本发明的法律保护范围只能通过研究以下权利要求书来确定。

Claims (10)

1.一种电池组总成，包含：

端板，所述端板具有第一侧区域和与所述第一侧区域相对的第二侧区域；

在所述第一侧区域中的第一连接器；以及

在所述第二侧区域中的第二连接器，所述第一连接器和所述第二连接器各自提供连接点，当所述第一侧区域或所述第二侧区域中相应的一个被定位成靠近支撑件时，所述连接点将所述端板固定到所述支撑件。

2.根据权利要求1所述的电池组总成，其中所述端板的中线从所述第一侧区域延伸到所述第二侧区域，所述第一连接器从所述中线在第一方向上偏移，所述第二连接器从所述中线在与所述第一方向相反的第二方向上偏移。

3.根据权利要求1所述的电池组总成，其中所述支撑件是托盘。

4.根据权利要求1所述的电池组总成，其中所述端板被配置为保持多个侧向取向的电池单元，并且进一步被配置为保持多个标准取向的电池单元。

5.根据权利要求1所述的电池组总成，进一步包含具有所述第一连接器的第一凸缘和具有所述第二连接器的第二凸缘，所述第一凸缘和所述第二凸缘在与面向多个电池单元的所述端板的表面相反的方向上从所述端板的周围区域延伸。

6.根据权利要求5所述的电池组总成，进一步包含在所述第一凸缘中的第一提升部件和在所述第二凸缘中的第二提升部件，所述第一提升部件提供第一提升辅助连接，当所述第二侧区域被定位成靠近所述支撑件时，所述第一提升辅助连接将提升辅助臂连接到所述端板，所述第二提升部件提供第二提升辅助连接，当所述第一侧区域被定位成靠近所述支撑件时，所述第二提升辅助连接将所述提升辅助臂连接到所述端板。

7.根据权利要求1所述的电池组总成，进一步包含在所述端板的第三侧区域中的第三连接器，所述第三侧区域从所述第一侧区域延伸到所述第二侧区域，所述第三连接器提供将所述端板固定到横切于所述支撑件的热交换器板的连接点。

8.根据权利要求7所述的电池组总成，其中由所述第三连接器提供的所述连接点将所述端板固定到所述热交换器板和另一端板。

9.根据权利要求7所述的电池组总成，其中当所述第三侧区域被定位成靠近所述热交换器板时，由所述第三连接器提供的所述连接点将所述端板固定到热交换器板。

10.根据权利要求7所述的电池组总成，进一步包含在所述端板的第四侧区域中的提升部件，所述第四侧区域与所述第三侧区域相对并且从所述第一侧区域延伸到所述第二侧区域，所述提升部件提供提升辅助连接，当所述第三侧区域被定位成靠近所述热交换器板时，所述提升辅助连接选择性地将提升辅助臂连接到所述端板。