CN106571437A - 电池组固定装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种示例性电池组固定装置包括被配置为接合电池模块的第一端口组件的第一环部、被配置为接合电池模块的第二端口组件的第二环部、和将第一环部连接到第二环部的过渡部分。一种示例性电池组歧管固定方法包括通过第一端口组件将第一歧管部分连接到第一冷却剂翼片、通过第二端口组件将第二歧管部分连接到第二冷却剂翼片、以及限制第一端口组件和第二端口组件之间的相对运动以将第一歧管部分保持在与第二歧管部分的接合位置。

Description

电池组固定装置和方法

技术领域

本发明涉及一种固定装置，并且更具体地涉及一种将电池组的冷却剂歧管保持在接合位置的固定装置。

背景技术

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组供电的电机来选择性地驱动。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)。

一些电池组是液体冷却的。入口歧管将冷却剂传输至冷却剂翼片，每一个冷却剂翼片夹在电池组的电池单元之间。随着冷却剂移动通过冷却剂翼片，冷却剂带走热量。出口歧管将被加热的冷却剂传输至远离冷却剂翼片。入口歧管和出口歧管可以各自包括在装配过程中接合的若干个单独部分。

发明内容

根据本发明的示例性方面的一种电池组固定装置除了其他方面以外包括被配置为接合电池模块的第一端口组件的第一环部、被配置为接合电池模块的第二端口组件的第二环部和将第一环部连接到第二环部的过渡部分。

在前述电池组固定装置的进一步非限制性实施例中，第一环部和过渡部分的第一端部被配置为外切第一端口组件。

在任一前述电池组固定装置的进一步非限制性实施例中，第二环部和过渡部分的第二端部被配置为外切第二端口组件，第一端部与第二端部相对。

在任一前述电池组固定装置的进一步非限制性实施例中，第一环部提供开口以可滑动地接收第一端口组件，并且第二环部提供开口以可滑动地接收第二端口组件。

在任一前述电池组固定装置的进一步非限制性实施例中，第一环部、第二环部和过渡部分是连续的整体结构的多个部分。

在任一前述电池组固定装置的进一步非限制性实施例中，第一端口组件包括翼片端口，该翼片端口将冷却剂传输到夹在电池单元之间的第一冷却剂翼片或传输来自夹在电池单元之间的第一冷却剂翼片的冷却剂，并且第二端口组件包含翼片端口，该翼片端口将冷却剂传输到夹在电池单元之间的第二冷却剂翼片或传输来自夹在电池单元之间的第二冷却剂翼片的冷却剂。

在任一前述电池组固定装置的进一步非限制性实施例中，过渡部分包含第一层和第二层。第一层将第一环部的上部连接至第二环部的上部。第二层将第一环部的下部连接至第二环部的下部。

在任一前述电池组固定装置的进一步非限制性实施例中，第一层被直接固定到第二层。

根据本发明的另一个示例性方面，一种电池组总成包括沿着轴线设置的第一电池模块、沿着轴线设置的第二电池模块和固定装置，该固定装置被配置为接合第一电池模块的第一端口组件和第二电池模块的第二端口组件。

在前述电池组的进一步非限制性实施例中，该总成包括定位在第一电池模块和第二电池模块之间的端框架。固定装置的一部分与端框架轴向对齐。

在任一前述电池组的进一步非限制性实施例中，第一冷却剂翼片提供第一端口组件的至少一部分，并且第二冷却剂翼片提供第二端口组件的至少一部分。

在任一前述电池组的进一步非限制性实施例中，该电池组包括与冷却剂歧管的第二部分接合的冷却剂歧管的第一部分。第一部分提供第一端口组件的至少一部分并且第二部分提供第二端口组件的至少一部分。

在任一前述电池组的进一步非限制性实施例中，该电池组包括用于密封第一端口组件的界面的第一垫圈和用于密封第二端口组件的界面的第二垫圈。

根据本发明的另一个示例性方面的一种电池组歧管固定方法除了其他方面之外包括：通过第一端口组件将第一歧管部分连接到第一冷却剂翼片、通过第二端口组件将第二歧管部分连接到第二冷却剂翼片以及限制第一端口组件和第二端口组件之间的相对运动以将第一歧管部分保持在与第二歧管部分的接合位置。

在前述方法的进一步非限制性实施例中，该方法包括通过将第一端口组件的一部分保持在固定装置的第一环部内并且通过将第一端口组件的一部分保持在固定装置的第二环部内来限制。

在任一前述方法的进一步非限制性实施例中，第一端口组件和第二端口组件各自包含翼片端口和管道端口。

在任一前述方法的进一步非限制性实施例中，第一端口组件包括第一垫圈并且第二端口组件包括第二垫圈，在限制过程中，第一环部直接接触第一垫圈并且第二环部直接接触第二垫圈。

在任一前述方法的进一步非限制性实施例中，第一冷却剂翼片紧邻沿着轴线设置的第一电池模块内的至少一个电池单元，并且第二冷却剂翼片紧邻沿着轴线设置的第二电池模块内的至少一个电池单元。第一电池模块通过第一模块的第一端框架和第二电池模块的第二端框架与第二电池模块轴向间隔开。第一端框架和第二端框架与固定装置的过渡部分轴向对齐。

在任一前述方法的进一步非限制性实施例中，第一歧管部分和第二歧管部分当处于接合位置时沿着公共轴线露出，并且限制包括限制第一歧管部分沿着轴线远离第二歧管部分的相对运动。

在任一前述方法的进一步非限制性实施例中，相对运动是由于电池组内的至少一个电池单元的膨胀而引发。

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示出了示例电动车辆的动力传动系统；

图2示出了来自图1的动力传动系统的电池组的局部示意透视图；

图3示出了来自图2的电池组的电池模块的一部分的示意分解图；

图4示出了来自图2的电池组的两个电池模块；

图5示出了在装配过程中连接到电池模块的冷却剂翼片的歧管部分的多个部分的俯视图；

图6示出了连接到电池模块的冷却剂翼片的歧管部分的多个部分的俯视图；

图7示出了用在图2的电池组内的示例电池组固定装置的透视图。

具体实施方式

本发明涉及一种用在电动车辆的电池组内的固定装置。该固定装置阻止膨胀的电池单元防止移动冷却剂歧管。特别是，该固定装置限制端口组件之间的相对运动以将冷却剂歧管的多个部分保持在接合位置。

参考图1，混合动力电动车辆(HEV)的动力传动系统10包括容纳电池模块18的电池组14。在该示例中，每一个电池模块18包括十至二十个单独的电池单元。电池模块18可以包括不同数量的电池单元。

动力传动系统10进一步包括内燃发动机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动力分配动力传动系统。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可以被选择性地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都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，示例电池组14包括沿着轴线A设置的六个电池模块18a、18b、18c、18d、18e、18f。电池组14进一步包括底板60、端板62、端框架64、控制模块68、冷却剂供应源70和冷却剂歧管74和78。示例控制模块可以包括总线电气中心和电池电子控制模块。

电池模块18a-18f被轴向定位在端板62之间，端板62在该示例中是金属的。单独的电池模块18a-18f通过端框架64彼此间隔开，端框架64在该示例中是聚合物材料。张力元件80被紧固到端板62。张力元件80限制电池模块18a-18f和端框架64的一些轴向运动。

现在参考图3并继续参考图2，示例电池模块18b包括在方向D上轴向邻近端框架64'的电池单元88。沿方向D行进，电池模块18b然后包括冷却剂翼片90、另一个电池单元88'、隔离板92、另一个电池单元88”以及冷却剂翼片90'。电池单元88、冷却剂翼片90和隔离板92可以被一起保持在紧固在一起的重复的框架内，并且被保持到端框架64。重复的框架和端框架64以阳阴型关系嵌套在一起并且可以通过成型的夹子紧固在一起。端框架64'抵接电池模块18c的端框架64”。

电池模块18b继续以这种方式建立直到电池模块18b包括约二十个单独的电池单元。在电池组14内，电池模块18b的另一个端框架64将电池模块18b与电池模块18a的端框架64间隔开。其余电池模块18a、18c、18d、18e、18f总体上以与图3中所示相同的方式来构造。模块化可以便于电池组14的装配。每一个模块18a-18f可以包括夹住若干个重复的框架、单元88、冷却剂翼片90、隔离板92等的两个端框架64。

冷却剂翼片90可以提供通道C以传输靠近电池单元88的冷却剂。在一个示例中，冷却剂翼片90由两种材料的板构造，两种材料之间限定通道C。

冷却剂翼片90各自包括翼片入口端口100和翼片出口端口104。在该示例中，翼片入口端口100是接收来自入口歧管74的冷却剂的入口。冷却剂循环通过由冷却剂翼片90提供的通道C。翼片出口端口104是将冷却剂从通道C传输至出口歧管78的出口。冷却剂携带来自邻近冷却剂翼片90的一个或多个电池单元88的热能以冷却电池单元88，这便于在所需温度范围内操作电池单元88。

冷却剂供应源70将冷却剂提供至入口歧管74并且接收来自出口歧管78的被加热的冷却剂。被加热的冷却剂可以被循环到热交换器——例如散热器——以冷却被加热的冷却剂。冷却剂然后从热交换器移动返回到冷却剂供应源70。

现在参考图4并继续参考图2，入口歧管74和出口歧管78各自包含单独的歧管部分108。歧管部分108之一的端部通过阳/阴型连接器接合另一个歧管部分108。歧管部分108朝向彼此轴向移向以将歧管部分108移动到接合位置。在接合位置，冷却剂可以传输通过歧管部分108。将歧管部分108从接合位置移动可以引入冷却剂泄漏路径。因此，将歧管部分108保持在接合位置是期望的。阳/阴型附接件以外的结构可以被用于接合轴向相邻的歧管部分108。

每一个歧管部分108具有总体上对应于歧管部分108将接合的电池模块18a-18f的轴向长度的轴向长度。因此，电池组14的歧管部分108的轴向长度可以变化。与电池模块18a相关联的歧管部分108可以具有小于与例如其余电池模块18b-18f相关联的歧管部分108的轴向长度的轴向长度。

现在参考图5和6并继续参考图2和4，示出了入口歧管74的歧管部分108的多个部分和电池模块18b和18c的多个部分。歧管部分108通过端口组件110连接到电池模块18b和18c内的每一个冷却剂翼片90。出口歧管74可以使用类似于端口组件110的设计的端口组件来连接到冷却剂翼片90。

在该示例中，端口组件110包括翼片入口端口100和歧管部分108的歧管端口112。其他端口组件可以省略翼片入口端口100并且包括接收在冷却剂翼片90的开口内的歧管端口112。其他端口组件可以省略歧管端口112并且包括接收在入口歧管74的开口内的翼片入口端口100。可以领会的是，多种类型的端口组件110可以被用于在入口歧管74和冷却剂翼片90之间传输冷却剂。

端口组件110不限于关于图5和图6所描述的特定配置。各种布置可以被用于将歧管部分108连接到冷却剂翼片90使得冷却剂可以在歧管74和78与冷却剂翼片90之间传输。

在该示例中，每一个歧管部分108包括十个歧管端口112。每一个歧管端口112接合翼片入口端口100中的相应的一个。在该示例中，歧管端口112是橡胶材料并且歧管部分的其余部分由比歧管端口112更硬的聚合物材料制成。当将入口歧管74装配到电池模块18b和18c时，歧管端口112被放置在翼片入口端口100上方。歧管部分112的橡胶材料帮助密封翼片入口端口100和歧管端口112之间的界面。翼片入口端口100然后被压入到歧管端口112中。在其它示例中，歧管端口112被接收在翼片出口端口104内。

随着电池单元88随时间操作，电池单元88可以膨胀，特别是沿着轴线A。在一些示例中，这种膨胀被称为电池单元88的隆起(bulging)。这种膨胀可以引入趋向于将轴向相邻的端口组件100远离彼此移动的力。如可以领会的是，这样的运动可以使歧管部分108从它们的接合位置移动。例如，图5和6中电池单元88的膨胀可以促使歧管部分108轴向彼此远离。力可以趋向于从接合位置推动歧管部分108使得在歧管部分108之间的界面118处引入泄漏路径。

参考图7并继续参考图5和6，示例电池组14包含电池组固定装置120，电池组固定装置120除其他方面以外抑制由于膨胀的电池单元而引入的力，防止扰乱歧管部分108的接合。固定装置120有效地锁定轴向相邻的歧管部分108之间的距离。在一个示例中，固定装置120可以承受高达3,000牛顿的张力负荷而不屈服。

在该示例中，固定装置120包括第一环部124、第二环部128和将第一环部124连接到第二环部128的过渡部分132。在该示例中，第一环部124、第二环部128和过渡部分132是连续的整体结构的多个部分。

在一个示例中，固定装置120是由冲压钢制成的。在另一个示例中，固定装置120是由挤压铝制成的。其他材料和方法可以被用于制造固定装置120。

在该示例中，过渡部分132包括第一层136和第二层140。第一层136将第一环部124的上部连接到第二环部128的上部。第二层140将第一环部124的下部连接到第二环部128的下部。

层136和140可以利用点焊或一些其它附接方法在例如区域148处连接。将第一层136连接到第二层140可以加强固定装置120。

在该示例中，固定装置120具有双目或哑铃型配置，其提供与第二开口156间隔开的第一开口152。在装配过程中，固定装置120在第一开口152内接收歧管部分108之一的端口组件110并且在第二开口156内接收轴向相邻的一个歧管部分108的端口组件110。

端口组件110被接收在第一开口152内使得第一环部124和过渡部分132的端部外切端口组件110。其他端口组件110被接收在第二开口156内使得第二环部128和过渡部分132的另一端部外切端口组件110。在其它示例中，固定装置120不外切端口组件110。

固定装置120抵抗趋向于使端口组件110轴向远离彼此移动的力。通过固定装置120抵抗这些力阻止力推动歧管部分108远离彼此并且扰乱歧管部分108之间的界面118，这可能引入泄漏路径。

在该示例中，第一开口152可滑动地接收翼片入口端口100之一的一部分和歧管端口112之一的一部分。第二开口156可滑动地接收另一个入口端口100的一部分和另一个歧管端口112的一部分。

接收在第一开口152和第二开口156内的翼片入口端口100与不同的冷却剂翼片90相关联。接收在第一开口152内的歧管端口112和接收在第二开口156内的歧管端口112与不同的歧管部分108相关联。

歧管部分108之间的界面118总体上与端框架64'对齐。因此，固定装置120接合紧邻端框架64'的端口组件110。在该示例中，固定装置120的过渡部分132与界面118和端框架64'轴向对齐。

固定装置120可以被包括在其他区域中并且与其他端口组件相关联。示例入口歧管74包括相邻的歧管部分108之间的五个界面118。一个固定装置120可以被用于与入口歧管74的五个界面118中的每一个相关联。示例出口歧管78包括相邻的歧管部分108之间的五个界面118。一个固定装置120可以被用于与出口歧管78上的五个界面118中的每一个相关联。

在一些示例中，歧管部分108通过夹子结构170进一步连接。除了固定装置120之外，夹子结构170可以进一步便于将歧管部分108保持在接合位置。夹子结构170可以是聚合物材料、金属材料或这些的一些组合。夹子结构170可以接合歧管部分108之一的凹进区域174和轴向相邻的歧管部分108中的另一个凹进区域174。夹子结构170跨越界面118并且帮助抵抗歧管部分108从接合位置移动。

一些所公开的示例的特征包括固定装置，该固定装置可以阻止歧管部分从接合位置移动。该固定装置有效地锁定轴向邻近歧管部分之间的界面的相邻的端口组件之间的距离。锁定该距离阻止歧管部分脱开。

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来说可以变得显而易见。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来确定。

Claims (8)

1.一种电池组固定装置，包含：

第一环部，所述第一环部被配置为接合电池模块的第一端口组件；

第二环部，所述第二环部被配置为接合所述电池模块的第二端口组件；以及

过渡部分，所述过渡部分将所述第一环部连接到所述第二环部。

2.根据权利要求1所述的电池组固定装置，其中所述第一环部和所述过渡部分的第一端部被配置为外切所述第一端口组件。

3.根据权利要求2所述的电池组固定装置，其中所述第二环部和所述过渡部分的第二端部被配置为外切所述第二端口组件，所述第一端部与所述第二端部相对。

4.根据权利要求1所述的电池组固定装置，其中所述第一环部提供开口以可滑动地接收所述第一端口组件，并且所述第二环部提供开口以可滑动地接收所述第二端口组件。

5.根据权利要求1所述的电池组固定装置，其中所述第一环部、所述第二环部和所述过渡部分是连续的整体结构的多个部分。

6.根据权利要求1所述的电池组固定装置，其中所述第一端口组件包含翼片端口，所述翼片端口将冷却剂传输到夹在电池单元之间的第一冷却剂翼片或传输来自夹在所述电池单元之间的所述第一冷却剂翼片的冷却剂，并且所述第二端口组件包含翼片端口，所述翼片端口将冷却剂传输到夹在电池单元之间的第二冷却剂翼片或传输来自夹在所述电池单元之间的所述第二冷却剂翼片的冷却剂。

7.根据权利要求1所述的电池组固定装置，其中所述过渡部分包含第一层和第二层，所述第一层将所述第一环部的上部连接至所述第二环部的上部，所述第二层将所述第一环部的下部连接至所述第二环部的下部。

8.根据权利要求7所述的电池组固定装置，其中所述第一层被直接固定到所述第二层。