CN108016270B - 牵引电池组屏蔽件和屏蔽方法 - Google Patents

Abstract

示例性电池组件包括具有底板和横向地延伸远离该底板的壁的屏蔽件。屏蔽件提供了空腔，该空腔被配置为接收电动车辆的电池组。空腔大于牵引电池组，使得至少一些壁和空腔内的牵引电池组之间存在间隙。示例性屏蔽方法包括将屏蔽件固定到车架以封闭保持在屏蔽件的空腔内的牵引电池组。

Description

牵引电池组屏蔽件和屏蔽方法

技术领域

电动车辆的牵引电池组可以包括容纳电池单元的外罩。本公开涉及用于这种电池组的屏蔽件。屏蔽件与外罩分开。

背景技术

电动车辆与常规机动车辆不同，因为电动车辆使用由电池组供电的一个或多个电机被选择性地驱动。电机可以代替内燃机或附加于内燃机来驱动电动车辆。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）。

电池组是相对高电压的电池组，其选择性地为电动车辆的电机和其他电负载供电。电池组包括多个互连的电池单元，其存储用于为这些电负载供电的能量。电池单元可以保持在电池外罩内。一些外罩是基于聚合物的，因此比其他类型的外罩对高热能水平更敏感。

发明内容

根据本公开的示例性方面的一种电池组件，除了别的之外，包括具有底板和横向延伸离开底板的壁的屏蔽件。屏蔽件提供了空腔，空腔被配置为接收电动车辆的电池组。空腔比牵引电池组大，使得多个壁中的至少一些与空腔内的牵引电池组之间存在间隙。

上述组件的另一非限制性实施例包括屏蔽件的盖，盖附接到至少一个壁并且可移动到覆盖空腔的位置。

任何上述组件的另一非限制性实施例包括将盖附接到其中一个壁的活动铰链。

任何上述组件的另一非限制性实施例包括车架。屏蔽件直接固定到车架上。

任何上述组件的另一非限制性实施例包括车架。屏蔽件电接地到车架。

任何上述组件的另一非限制性实施例包括隔离来自车架的负载的屏蔽件隔离器。

在任何上述组件的另一非限制性实施例中，隔离器是屏蔽件的波纹部分。

在任何上述组件的另一非限制性实施例中，屏蔽件通过隔离器固定到车架。

任何上述组件的另一非限制性实施例包括具有基于聚合物的外罩的电池组。当电池组位于空腔内时，电池组被支撑在屏蔽件的底板上。

在任何上述组件的另一非限制性实施例中，屏蔽件包括铝材料，并且屏蔽件为电池组提供热能和电磁屏蔽。

根据本公开的示例性方面的一种电池组屏蔽方法，除了别的之外，包括将屏蔽件固定到车架以封闭保持在屏蔽件的空腔内的牵引电池组。

上述方法的另一非限制性实施例包括将屏蔽件接地到车架上。

任何上述方法的另一非限制性实施例包括使用屏蔽件的隔离器隔离电池组上的负载。

在任何上述方法的另一非限制性实施例中，隔离器包括屏蔽件的波纹部分。

任何上述方法的另一非限制性实施例包括卷曲屏蔽件的一部分以提供波纹部分。

在任何上述方法的另一非限制性实施例中，电池组包括基于聚合物的外罩，并且屏蔽件包括提供热和电磁屏蔽的金属或金属合金。

任何上述方法的另一非限制性实施例包括用与车架分开的屏蔽件的盖覆盖电池组。

任何上述方法的另一非限制性实施例包括使用活动铰链将盖固定到屏蔽件的其余部分。

任何上述方法的另一非限制性实施例包括将屏蔽件的底板按压抵靠电池组，以在固定期间压缩电池组。

在任何上述方法的另一非限制性实施例中，屏蔽件包括底板和横向延伸离开底板的壁。电池组被保持在空腔中，使得电池组与壁间隔一段距离，以在一些壁和屏蔽件之间提供间隙。

附图说明

通过详细描述，所公开的示例的各种特征和优点对于本领域技术人员将变得显而易见。伴随详细说明的图可以简要描述如下：

图1示意性地示出了用于电动车辆的示例动力传动系统；

图2示出了根据本公开的第一示例性实施例的用于动力传动系统的电池组的屏蔽件的透视图；

图3示出了在电池组和车架附近的图2的屏蔽件的剖视图；

图4示出了处于与电池组和车架的安装位置的图5的屏蔽件的剖视图；

图4A示出了图4中的区域A的特写视图；

图5示出了根据本公开的另一示例性实施例的用于图1中的电池组的屏蔽件的透视图；

图6示出了处于与电池组和车架的安装位置的图5的屏蔽件的剖视图；

图7示出了根据本公开的又一示例性实施例的用于图1中的电池组的屏蔽件的透视图；

图8示出了处于与电池组和车架的安装位置的图7的屏蔽件的剖视图。

具体实施方式

电池组可以包括容纳电池单元的外罩。外罩可以具有例如外罩的托盘固定到盖上处的接缝。电磁辐射可以比通过外罩的其他区域更容易穿过接缝。本公开涉及与外罩分离的屏蔽件。屏蔽件可以阻挡电磁频率的传入或传出。

一些外罩，特别是基于聚合物的外壳，可以对高水平的热能敏感。也就是说，基于聚合物的外罩可能比不基于聚合物的外罩更快地响应于高温而降解。本公开的屏蔽件还提供了用于电池组的热能保护。

图1示意性地示出了用于电动车辆的动力传动系统10。尽管被描述为混合动力电动车辆（HEV），但是应当理解，本文所述的概念不限于HEV，并且可以扩展到任何其他类型的电动车辆，包括但不限于插电式混合动力电动车辆（PHEV）、电池电动车辆（BEV）、燃料电池车辆等。

动力传动系统10包括具有多个电池阵列18的电池组14、内燃机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可以是分离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是采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产生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的电驱动系统的部分。

发动机20和发电机24可以通过诸如行星齿轮组的动力传递单元30连接。当然，可以使用包括其它齿轮组和变速器的其他类型的动力传递单元将发动机20连接到发电机24。在一个非限制性实施例中，动力传递单元30是包括环形齿轮32、中心齿轮34和齿轮架总成36的行星齿轮组。

发动机24可以由发动机20通过动力传递单元30驱动，以将动能转换成电能。发电机24可以替代地用作马达，以将电能转换为动能，从而向连接到动力传递单元30的轴38输出扭矩。

动力传递单元30的环形齿轮32连接到轴40，轴40通过第二动力传递单元44连接到车辆驱动轮28。第二动力传递单元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他动力传递单元。

齿轮46将扭矩从发动机20传递到差速器48，以最终为车辆驱动轮28提供牵引力。差速器48可以包括能够将转矩传递到车辆驱动轮28的多个齿轮。在该示例中，第二动力传递单元44通过差速器48机械联接到车桥50，以将扭矩分配到车辆驱动轮28。

马达22可以被选择性地用于通过将扭矩输出到也连接到第二动力传递单元44的轴52来驱动车辆驱动轮28。在本实施例中，马达22和发电机24配合作为再生制动系统的一部分，其中马达22和发电机24均可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对电池组14的电池单元再充电。

现在参考图2-4A，继续参考图1，屏蔽件60与电池组14结合使用。屏蔽件60是电磁频率和热能的屏障。屏蔽件60是金属或金属合金。例如，屏蔽件60可以是铝。

在示例性非限制性实施例中，屏蔽件60包括底板64和从底板64横向延伸到凸缘72的多个壁68。屏蔽件60提供接收电池组14的空腔76。底板64和凸缘72大体平行。壁68大体上从底板64垂直地延伸到凸缘72。

电池组14包括外罩80。电池阵列18被接收在外罩80内。在该示例中，外罩80是基于聚合物的材料。在一些示例中，外罩80是注射成型的热塑性材料，例如高密度聚乙烯。

由于电池组14用于选择性地为HEV推进供电，电池组14是牵引电池组。HEV的其他电池，例如12伏附件电池，不会被认为是牵引电池组，因为它们不用于为HEV的推进供电。

电池组14的外罩80包括托盘84和盖88，盖88使用例如红外线焊接工艺在接缝90处彼此固定。托盘84在接缝90处直接与盖88接合。将托盘84固定到盖88使得电池阵列18封闭在外罩80内。

凸缘72提供孔92，每个孔92接收机械紧固件94。在安装期间，机械紧固件94定位在相应的一个孔92内并且被向下扭转以相对于车架96保持凸缘72。孔92可以被开槽以应对在组装期间零件之间的变化。

车架96是用于HEV的底盘的一部分，并且被认为是HEV的车身底部。因此，电池组14和屏蔽件60固定到HEV的车身底部。

机械紧固件94将屏蔽件60直接连接到车架96，并且在屏蔽件60和车架96之间提供一个或多个电接地路径。

在安装位置，电池组14搁置在屏蔽件60的底板64上。例如，电池组14可以用机械紧固件固定到底板64上。如果适当地结构化和加强，则可以使用一些屏蔽件来支撑电池组14。

然而，示例性屏蔽件60不支持电池组14的全部重量。相反，带98延伸到屏蔽件60的底板64的下面，以支撑电池组14和屏蔽件60。带98的相对端部分直接连接到车架96。

带98可以在屏蔽件60和电池组14上施加夹紧力。夹紧力将底板64朝向外罩80的托盘84偏压，并将外罩80的盖88朝向车架96偏压。

在另一示例中，带支撑电池组14，但不支撑屏蔽件60。在这种示例中，带可以首先将电池组14固定到车架96。屏蔽件60然后可以被定位在带和电池组14上，使得带和电池组14都被接收在空腔76内。

凸缘72紧紧抵靠在车架96上以减小屏蔽件60和车架96之间的空气间隙，该空气间隙可阻挡到空腔76和来自空腔76的空气路径。车架96用作空腔76的盖。

在另一示例中，单独的第二屏蔽件被定位在车架96和电池组14之间。第二屏蔽件的壁与壁68重叠，以围绕电池组14的周界提供双壁屏蔽组件。

来自空腔76外部的热能可被屏蔽件60阻挡以降低外罩80处的热能水平。来自空腔76外部的热能可以由其他部件产生，或源自其他来源。

值得注意的是，空腔76大于电池组14，使得当电池组14位于空腔76内时，在至少一些壁68和电池组14之间存在间隙。电池组14与壁68之间的间隙可以进一步阻碍向电池组14传递热能。

电池组14在期望传递负载处接触屏蔽件60，例如负载从带98通过底板64传递到电池组14。电池组14的其他区域可接触屏蔽件60。

在示例性非限制性实施例中，屏蔽件60具有表面，该表面形成有具有2-4毫米的横截面直径的凹处100。屏蔽件60中的凹处100提供结构并用作在电池组14紧邻屏蔽件60处与电池组14的间隙保持部。因为屏蔽件60在凹处100的最高处接触电池组14，所以在电池组14和屏蔽件60的凹处100之间存在空气间隙G1。在没有实质的空间限制的其他区域中，例如屏蔽层60不需要接触电池组14的地方，电池组14可以与屏蔽件60间隔开，以提供5-10毫米的空气间隙G2。

在安装位置，屏蔽件60的壁68从底板64穿过接缝90延伸到凸缘72。壁68与屏蔽件60的其它区域一起阻挡了一些传入和传出的电磁频率。

值得注意的是，车架96和凸缘72之间的界面垂直偏离外罩80的接缝90。特别是在外罩80是金属或金属合金的实施例中，该偏离阻止电磁频率通过接缝90移动到空腔76的外部，反之亦然。由于接缝90和车架96与凸缘72之间的界面不对准，所以在接缝90和空腔76外部的区域之间没有直接的线性路径。

现在参考图5和图6，根据本公开的另一示例性实施例的屏蔽件160包括底板164、多个壁168和盖104。壁168从底板164横向延伸。

盖104经由活动铰链108附接到壁168中的一个。盖104从活动铰链108延伸。在盖104的不连接到活动铰链108的侧面上，盖104包括从盖104横向延伸的凸缘112。盖104可以从图5的位置移动到图6的位置以封闭屏蔽件160的空腔176。

隔离器116位于壁168'的一个上。在该示例中，壁168'与具有活动铰链108的壁168相对。

在非限制性实施例中，隔离器116是壁168'的波纹部分。波纹部分可以通过卷曲壁168'的一部分在壁168'中形成，以在壁168'中形成一个或多个波纹或波浪部。在该示例中，隔离器116完全由屏蔽件160提供。在另一示例中，单独的结构可以提供部分或全部隔离器116。

隔离器116包括孔120。当屏蔽件160处于图6的安装位置时，机械紧固件124从车架96延伸穿过孔120。机械紧固件124可以是从车架96延伸的螺栓或螺柱，但也可以是车架96上的焊接螺母和从下面固定的螺纹紧固件。在该示例中，隔离器116的最上部的凸缘包括允许隔离器116固定到车架96以及将屏蔽件160电接地到车辆框架96的孔120。当屏蔽件160处于安装位置时，凸缘112延伸穿过隔离器116进入空腔76，以在隔离器116和车架96之间的界面附近提供额外的屏蔽。

固定带98将屏蔽件160和电池组14夹紧在带98和车架96之间。将屏蔽件160夹紧到车架96上以压缩隔离器116。除了固定到隔离器116以用于接地目的的机械紧固件124之外，屏蔽件160不是刚性地固定到车架96。

来自车架96的负载，例如振动载荷，可以引起车架96和屏蔽件160之间的相对移动。隔离器116折曲并弯曲以适应屏蔽件160相对于车架96的一些相对移动。因此，相对移动不太可能损坏屏蔽件160。基本上，隔离器116有助于将屏蔽件160与车架96的相对移动隔离。

值得注意的是，隔离器116位于屏蔽件160经由机械紧固件124直接连接到车架96的位置。由于直接连接，如果车架96相对于屏蔽件160移动，则该区域可能特别容易损坏。在该实施例中，隔离器不用于屏蔽件160的其它区域，因为在这些区域中车架96与屏蔽件160之间没有直接的连接。

在另一个示例性实施例中，屏蔽件160可以包括盖104，但不包括隔离器116和经由机械紧固件124的直接连接。没有隔离器116的屏蔽件可以像屏蔽件160一样保持抵靠在车架96上。没有隔离器116的屏蔽件可以使用引线（例如螺栓连接到车架96和没有隔离器116的屏蔽件的编织线）接地到车架96。此外，在另一个非限制性实施例中，屏蔽件160可以被焊接或以其他方式紧固到带98并通过带98接地。

现在参考图7和图8，根据本公开的另一示例性实施例的屏蔽件260包括从屏蔽件260的相对端壁268''延伸的两个隔离器216。屏蔽件260不包括盖。相反，车架96用作屏蔽件260的盖。

当带98将电池组14和屏蔽件260固定在安装位置时，隔离器216被压缩抵靠在车架96上。

在该示例中，隔离器216各自包括孔220。机械紧固件224将隔离器216以及因此屏蔽件260电接地到车架96。隔离器216可以折曲并弯曲以适应车架96相对于屏蔽件260的移动。

所公开的示例的特征包括为电池组提供热保护和电磁频率屏障的屏蔽件。屏蔽件特别适用于与基于聚合物的电池外罩结合使用，其可以对较高的热能水平特别敏感，并且可以包括接缝。

前面的描述本质上是示例性的而不是限制性的。对所公开的示例的变化和修改可以对于本领域技术人员来说变得显而易见，这些变化和修改不一定偏离本公开的实质。因此，给予本公开的法律保护的范围只能通过研究权利要求来确定。

Claims (15)

1.一种电池组件，包括：

屏蔽件，所述屏蔽件具有底板和横向延伸远离所述底板的多个壁，所述屏蔽件提供接收电动车辆的牵引电池组的空腔，所述空腔大于所述牵引电池组，使得所述多个壁中的至少一些与所述空腔内的所述牵引电池组之间存在间隙；

车架，其中所述屏蔽件直接固定到所述车架；

所述屏蔽件上的将所述屏蔽件与所述车架的相对移动隔离的隔离器，所述隔离器是所述屏蔽件的波纹部分。

2.根据权利要求1所述的电池组件，还包括所述屏蔽件上的附接到所述多个壁中的至少一个的盖，并且所述盖可移动到覆盖所述空腔的位置，并且所述电池组件还包括将所述盖附接到所述多个壁中的所述至少一个的活动铰链。

3.根据权利要求1所述的电池组件，其中所述隔离器位于所述屏蔽件直接连接到所述车架的位置。

4.根据权利要求1所述的电池组件，其中所述屏蔽件电接地到所述车架。

5.根据权利要求4所述的电池组件，其中所述屏蔽件通过所述隔离器固定到所述车架。

6.根据权利要求1所述的电池组件，还包括具有基于聚合物的外罩的所述牵引电池组，当所述牵引电池组位于所述空腔内时，所述牵引电池组被支撑在所述屏蔽件的所述底板上。

7.根据权利要求1所述的电池组件，其中所述屏蔽件包括铝材料，并且所述屏蔽件为所述牵引电池组提供热能和电磁的屏蔽。

8.一种电池组屏蔽方法，包括：

将屏蔽件固定到车架以封闭保持在所述屏蔽件的空腔内的牵引电池组；

使用所述屏蔽件的隔离器将所述屏蔽件与所述车架的相对移动隔离，其中所述隔离器包括所述屏蔽件的波纹部分。

9.根据权利要求8所述的电池组屏蔽方法，还包括将所述屏蔽件接地到所述车架上。

10.根据权利要求8所述的电池组屏蔽方法，其中所述屏蔽件与所述车架通过凸缘连接，并且所述车架与所述凸缘之间的界面垂直偏离牵引电池组的外罩的接缝，所述外罩的托盘在所述接缝处直接与所述外罩的盖接合。

11.根据权利要求10所述的电池组屏蔽方法，还包括卷曲所述屏蔽件的一部分以提供所述波纹部分。

12.根据权利要求8所述的电池组屏蔽方法，其中所述牵引电池组包括基于聚合物的外罩，并且所述屏蔽件包括提供热和电磁的屏蔽的金属或金属合金材料。

13.根据权利要求8所述的电池组屏蔽方法，还包括用与所述车架分开的所述屏蔽件的盖覆盖所述牵引电池组，并且所述方法还包括使用活动铰链将所述盖固定到所述屏蔽件的其余部分。

14.根据权利要求8所述的电池组屏蔽方法，还包括将所述屏蔽件的底板按压抵靠所述牵引电池组以在所述固定期间压缩所述牵引电池组。

15.根据权利要求14所述的电池组屏蔽方法，其中所述屏蔽件包括底板和横向延伸远离所述底板的多个壁，所述牵引电池组保持在所述空腔中，使得所述牵引电池组与所述多个壁间隔开一定距离，以在所述多个壁和所述屏蔽件之间提供间隙。

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