CN110071236A - 车辆电池组组件 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆(诸如电动车辆)的电池系统包括第一电池组和第二电池组。第一电池组被配置成设置在第二电池组的外部周围并且在车辆上第二电池组的外侧。第一电池组与第二电池组相比具有相对高的功率密度，并且第二电池组与第一电池组相比具有相对高的能量密度。

Description

车辆电池组组件
引言
电动车辆可以由电动机驱使，该电动机仅由可再充电电池提供的电能供电。混合动力车辆还可以部分地依赖于用于动力的可再充电电池。高功率电池通常能够快速充电和放电。高能量电池比高功率电池每单位体积或重量提供更长的驾驶里程，但是比高功率电池更难快速充电和再充电。
发明内容
在冲击力损害电池单元的负电极和正电极之间的分隔的情况下，相对高功率的电池单元将比相对高能量的电池单元释放更少的能量。因此，公开了一种混合电池系统和包括该混合电池系统的车辆，其中高功率电池被配置成吸收冲击能量以限制冲击能量向高能量电池的传输。
用于车辆的电池系统包括第一电池组和第二电池组。第一电池组被配置为设置在车辆上的第二电池组的外部周围以及第二电池组的外侧。第一电池组与第二电池组相比具有相对高的功率密度，并且第二电池组与第一电池组相比具有相对高的能量密度。
在一个或多个实施例中，第一电池组具有被布置成环形的第一组电池单元，并且第二电池组具有在环形的中心的第二组电池单元。第二电池组可以具有底部，并且第一电池组可以具有第一组电池单元，其在第二电池组的第一侧和第二侧两者横向向外并且在第二电池组的底部的下方。
在一个或多个实施例中，电池系统包括壳体，该壳体支撑第二蓄电池组并且具有一系列结构间隔构件，该结构间隔构件中的每一个被设置在第二组的相邻对电池单元之间并且将其分隔。壳体可以包括分别与第二电池组的第一侧和第二侧邻接的第一结构侧构件和第二结构侧构件，其中结构间隔构件被连接到第一结构侧构件和第二结构侧构件并且在第一结构侧构件和第二结构侧构件之间延伸。
在一个或多个实施例中，第二电池组具有前端部、后端端、第一侧和第二侧，并且电池系统进一步包括结构壳体，该结构壳体在第二电池组的前端部、后端部、第一侧和第二侧的外侧并且在第一电池组和第二电池组之间。
在一个或多个实施例中，第二电池组包括第二组电池单元，每个电池单元具有可充电锂金属的负电极。
在一个或多个实施例中，第一电池组包括第一组电池单元，其具有包括钛酸锂(Li2TiO3)或石墨中的一个或多个的负电极，以及包括锂镍锰钴氧化物(LiNixMnyCozO2，其中x、y和z的和是1)、锂锰氧化物(LiMn2O4(尖晶石))、磷酸铁锂(LiFePO4)和锂镍锰氧化物(LiNixMn1-xO4(尖晶石)，其中0≤x≤1)中的一个或多个的正电极。
本文公开的车辆包括被配置成在车辆的车轮处提供驱动扭矩的电动机。车辆包括电池系统，该电池系统可操作地连被接到电动机并且可操作以向电动机提供电力。车辆具有被配置成吸收冲击力并且为冲击力提供负载路径的车辆负载路径框架结构。电池系统包括第一电池组和第二电池组，第一电池组与第二电池组相比具有相对高的功率密度，并且第二电池组与第一电池组相比具有相对高的能量密度。第二电池组被配置为设置在车辆上的车辆负载路径框架结构的内侧，并且第一电池组被配置为至少部分地设置在车辆上的车辆负载路径框架结构的外侧。
在一个或多个实施例中，第一电池组具有被设置在车辆的驾驶员侧的车辆负载路径结构的外侧的第一部分和设置在车辆的乘客侧的车辆负载路径结构的外侧的第二部分。
在一个或多个实施例中，车辆负载路径框架结构包括被设置在第二电池组外侧的纵向框架构件。纵向框架构件可以在第一电池组和第二电池组之间。
在一个或多个实施例中，车辆负载路径框架结构包括被设置在第一电池组外侧的横向框架构件。横向框架构件中的第一个可以在第二电池组的前面，并且横向框架构件中的第二个可以在第二电池组的后面。
在一个或多个实施例中，第一电池组具有第一组电池单元，并且第二电池组具有第二组电池单元。车辆包括壳体，该壳体支撑第二电池组并且包括一系列结构间隔构件，该结构间隔构件中的每一个被设置在第二组电池单元的一个相邻对电池单元之间并且将其分隔。
在一个或多个实施例中，壳体包括分别与第二电池组的第一侧和第二侧邻接的第一结构侧构件和第二结构侧构件。结构间隔构件被连接到第一结构侧构件和第二结构侧构件并在第一结构侧构件和第二结构侧构件之间延伸。
在一个或多个实施例中，第二电池组具有底部，并且第一电池组具有第一组电池单元，其在第二电池组的第一侧和第二侧两者的横向向外的并且在第二电池组的底部的下方。
在一个或多个实施例中，第一电池组和车辆负载路径框架结构被配置成在朝向第二电池的对第一电池的冲击下吸收预定量的能量。
在一个或多个实施例中，第一电池组包括第一组电池单元，每个第一电池组单元具有包括钛酸锂或石墨中的一个或多个的负电极。
在一个或多个实施例中，第一电池组包括第一组电池单元，每个第一组电池单元具有正电极，该正电极包括锂镍锰钴氧化物、锂锰氧化物、锂镍锰氧化物或磷酸铁锂(LiFePO4)中的一个或多个。
通过以下结合附图对用于执行本公开的最佳模式的详细描述，本公开的以上特征和优点以及其它特征和优点是显而易见的。
附图说明
图1是混合电池组和框架的平面示意性图示。
图2是沿图1中的线2-2截取的图1的混合电池组和框架的示意性截面图示。
图3是沿图1中的线3-3截取的图1的混合电池组的示意性截面图和局部图示。
图4是沿图1中的线4-4截取的图1的混合电池组的示意性截面图示。
图5是包括图1的混合电池组和框架的电动车辆的示意性图示。
图6是具有混合电池组的电动车辆的另一实施例的示意性图示。
图7是具有混合电池组的电动车辆的另一实施例的示意性图示。
具体实施方式
参考附图，其中在所有视图中相同的参考标号指的是相同的部件，图1示出了包括用于电动车辆(诸如图5的电动车辆10)的混合电池组12的电池系统11。电动车辆，诸如电动车辆10、图6的电动车辆110或图7的电动车辆210，仅由从混合动力电池组提供给一个或多个电动机器的电力提供动力，该电动机器向车轮提供动力，并且此电动车辆可以被称为“全电动”车辆。尽管在电动车辆上进行了描述，但是在此描述的混合电池组12可以用于这样的车辆，该车辆利用混合电池组来为一个或多个电动机提供动力以用于推进，并且还具有作为动力源的内燃发动机(例如，混合动力车辆)。
更具体地，混合电池组12包括高功率电池组24和高能量电池组26。高功率电池组24在此也被称为第一电池组，并且与高能量电池组26相比具有相对高的功率密度(即，单位尺寸或单位重量的功率，例如以千瓦每千克或每升为单位的功率)。高功率电池组24对于其在充电期间接受比高能量电池组26高的电流的能力是有用的，这使得能够进行所谓的“快速”充电，该“快速”充电可以从配置成提供相对高电流的充电源获得，并且可以是例如公共充电站。运用这种充电源使得车辆能够继续驾驶偏移，并且如本文所解释的那样，为高功率电池组24提供更快的部分或完全再充电。
高能量电池组26在本文指的是第二电池组，并且与高功率电池组24相比具有相对高的能量密度(即，每单位的重量或每单位的尺寸的能量，诸如以千瓦时每千克(kWh/kg)或千瓦时每升(kWh/l))。与具有高功率电池组24而不是高能量电池组26的电池系统相比，高能量电池组26延伸了车辆10的范围。高能量电池组26可以具有高的内部电阻，从而限制其接受高电流以快速充电的能力。
高功率电池组24包括彼此并联和/或串联连接的多个高功率电池单元24A、24B，并且被构造成提供或由比高能量电池单元26A提供更大的功率的材料组成。因此电池组24被称为高功率电池组或简称为功率电池。
每个高功率电池单元24A、24B包括负电极24A、正电极24B和隔膜24C，诸如在允许离子传输的同时分隔负电极24A和正电极24B的材料的聚合物膜。在图1中负电极24A被指示为具有负符号(-)并且正电极24B被指示为具有正符号(+)。电池单元24A、24B中的一个在图1中用数字标记，但是在图1中示出了18个电池单元24A、24B。电池单元24A、24B的附加层可以被堆叠在示出的那些层下方。
高能量电池单元26A彼此串联和/或并联连接，并且由比高功率电池单元24A提供更大的能量的材料组成，并且电池组26因此被称为高能量电池或简称为能量电池。如图4中示出的，每个高功率电池单元26A、26B包括负电极26A、正电极26B和隔膜26C，诸如在允许离子传输的同时分隔负电极26A和正电极26B的材料的聚合物膜。集流器27A被设置在负电极26A的端部处，并且集流器27B被设置在正电极26B的端部处。为了在附图中清楚起见，在其它图中未示出集流器27A、27B。类似的集流器在电池单元24A、24B中的电极的端部处。
在图1中负电极26A被指示为具有负符号(-)，并且正电极26B被指示为具有正符号(+)。电池单元26A、26B中的一个在图1中用数字标记，但是六个电池单元26A、26B在图1中被示出。电池单元26A、26B的附加层可以被堆叠在示出的那些层下方。
在一个实施例中，高能量电池组26包括具有400Wh/kg能量密度的锂金属基能量电池单元26A，并且高能量电池组24包括约100Wh/kg能量密度的钛酸锂基电池单元24A。在这种情况下，高能量电池组26相对于动力电池24具有多大约300％的比能量。在另一实施例中，高能量电池组26包括具有250Wh/kg能量密度的锂离子基能量电池单元26A，并且高能量电池组24包括大约150Wh/kg能量密度的锂离子基电池单元24A。在这种情况下，高能量电池组26相对于动力电池组24具有多大约67％的比能量。
使用允许的充电率作为电池组24、26的功率密度的粗略估计，在一个实施例中，高功率电池组24包括能够以4C速率充电80％充电状态(SOC)的电池单元24A，并且高能量电池组26包括能够以大约C/3速率充电的电池单元26A。在这个实施例中，高功率电池组24因此具有比高能量电池组26多大约1100％的功率密度。1C速率对应于在一个小时内将电池从完全放电状态充电到完全充电状态所需的电流。4C速率对应于在1/4小时或15分钟内将电池从完全放电状态充电到完全充电状态所需的电流。
用于高功率电池组24的示例材料25A、25B包括电池单元，其具有包括钛酸锂(Li4+ xTi5O12，其中0≤x≤3)和各种其它锂钛氧材料(包括锂钛钪氧、锂钛铌氧和锂钛锌氧)或石墨中的一个或多个的负电极，以及具有锂镍锰钴氧化物(LiNixMnyCozO2，其中x、y和z之和为1)、锂锰氧化物(LiMn2O4(尖晶石))、磷酸铁锂(LiFePO4)和锂镍锰氧化物(LiNixMn1-xO4(尖晶石)，其中0≤x≤1)中的一个或多个的正电极。
用于高能量电池组26的示例材料29A、29B包括电池单元，其具有包括石墨、或硅、或二氧化硅、或可再充电锂金属中的一个或多个的负电极，以及具有包括锂镍锰钴氧化物(LiNixMnyCozO2，其中x、y和z之和为1)、锂锰氧化物(LiMn2O4(尖晶石))、磷酸铁锂(LiFePO4)和锂镍锰氧化物(LiNixMn1-xO4(尖晶石)，其中0≤x≤1)或硫基正电极的正电极。
如图1中示出的，高功率电池组24被配置为设置在高能量电池组26的外部周围27处。当被设置在车辆上时，如图5中的车辆10上示出的，高功率电池组24位于高能量电池组26的外侧。如本文使用的那样，关于车辆的“外侧”意味着距离车辆的中心更远，以及内侧意味着更靠近车辆10的中心。因此，如果：(i)两个部件都在车辆的中心的前面，并且第一部件在纵向上距离车辆的中心更远，(ii)两个部件都在车辆的中心的后面，并且第一部件在纵向上更距离车辆中心更远，(iii)两个部件都在车辆的驾驶员侧之间，并且车辆的中心和第一部件在横向上距离车辆中心更远，或者(iv)两个部件都在车辆的乘客侧和车辆的中心之间，并且第一部件在横向上距离车辆的中心更远，则第一部件在车辆上位于第二部件的外侧。
在图1的实施例中，高功率电池单元24A、24B被布置成环形，其在示出的实施例中是矩形环。高能量电池单元26A、26B被设置在环形的中心。高功率电池单元24A、24B因此在高能量电池单元26A、26B横向向外的，并且实际上在页面的平面内(即，高能量电池单元26A、26B的侧周围)围绕高能量电池单元26A、26B的外部周围。这是因为在混合电池组12上的冲击力将最普遍地来自朝向高功率电池组24的侧表面的方向。在图1的混合电池组12中，高功率电池单元24A、24B是在第二电池组26的第一侧32和第二侧34(见图1)的两者横向向外的，并且是在第二电池组26的前端部36的前面和后端部38的后面。如在图2的截面中显而易见的那样，高功率电池单元24A、24B被设置在高能量电池单元26A、26B的侧表面处，但不在高能量电池单元26A、26B的上表面上方，并且也不被设置在高能量电池单元26A、26B的下表面下方。
在图3中示出的混合电池组112的替代实施例中，高功率电池单元24A、24B也被设置在高能量电池单元26A、26B(在图3的视图中仅示出电池单元26B)的底部表面下方。图3的混合电池组112具有与关于混合电池组12所描述的相同的部件，但是包括在高能量电池单元26A、26B的底部30下方的附加的高功率电池单元24A、24B。因此，在电池组112中，第二电池组26具有底部30，并且第一电池组24具有第一组电池单元24A、24B，其在第二电池组26的第一侧32和第二侧34(见图1)两者横向向外的、在第二电池组26的前部36的前面、在后部38的后面以及在第二电池组26的底部30的下方。
通过将高功率电池单元24A、24B放置在高能量电池单元26A、26B外面，高功率电池单元24A、24B充当护罩或衬垫，从而保护高能量电池单元26A、26B免受电池组12上的至少在横向的方向(即，平行于页面平面的方向上)具有的分量的冲击力，并且吸收至少一些冲击能量。高功率电池单元24A、24B可以被配置为承载能量吸收结构的一部分。例如，当被安装在图5中的车辆10上时，高功率电池单元24A、24B的能量吸收能力是设计车辆的承载结构的一个因素，由于高功率电池单元24A、24B与其它承载结构协同工作，使得高功率电池单元24A、24B和其它承载结构(诸如电池壳体28的车辆框架结构)一起吸收预定量的冲击能量，保护高功率电池单元26A、26B免受预定量或低于预定量的冲击能量。因此，与不存在高功率电池单元24A、24B以及它们对冲击能量吸收的贡献的情况相比，承载结构可以潜在地被制造得更轻和/或更小。
电池系统11还可以包括支撑和保护高能量电池组26的壳体28。壳体28包括一系列结构间隔构件28A，每个结构间隔构件28A被设置在第二组电池单元的相邻对的电池单元26A和/或26B之间并将其分隔。通过将相邻对的电池单元26A、26B分隔，具有至少垂直于间隔构件28A的长度方向的分量(即，在从电池单元26A、26B中的一个朝向位于间隔构件28A相对侧的电池单元26A、26B中的另一个的方向上的分量)的冲击力将至少部分地被间隔件28A吸收。此外，壳体28包括分别与高能量电池组26的第一侧32和第二侧34邻接的第一结构侧构件32和第二结构侧构件34，其中结构间隔构件28A被连接到第一结构侧构件32和第二结构侧构件34并且在第一结构侧构件32和第二结构侧构件34之间延伸。
结构壳体28还具有前结构构件28B、后结构构件28C、第一结构侧构件28D和第二结构侧构件28E。前结构构件28B位于高能量电池组26的前端部36的前面，后结构构件28C位于高能量电池组26的后端部38的后方。第一结构侧构件28D是在高能量电池组26的第一侧32横向向外，并且第二结构侧构件28E是在高能量电池组26的第二侧34的横向向外。换句话说，结构壳体28在第二电池组26的前端部36、后端部38、第一侧32和第二侧34的外侧。
高功率电池组24被示出为在结构壳体28的前面、后面和横向向外。因此，结构壳体28被设置在第一电池组24和第二电池组26之间的第二电池组26的前端部36、后端部38、第一侧32和第二侧34处。包括构件28A、28B、28C、28D和28E的结构壳体28可以是相对坚固的材料，诸如钢。如图1中示出的，外部壳体40保持并覆盖高功率电池组24的外部周围。外部壳体40可以比结构壳体28的构件更薄。例如，外部壳体还可以是钢，但是可以是钢板而不是如壳体28的构件那样的钢筋。
车辆10在图5中被示出，其中单个的电动机器14经由齿轮装置18和半轴20可操作地连接到前车轮16。电动机器14被配置成在车轮16处提供动力扭矩。在各种实施例中，附加电动机器(未示出)可以类似地可操作地连接到后轮19，电动机器可以可操作地连接到后轮19，而没有电动机器被连接到前轮16，或者可以使用四个分离的电动机器，不同的电动机器可操作地连接到每个电动机器的前轮和后轮16、19。后半轴21在图5中以局部视图示出。电动机器14被配置成在车辆10的驾驶模式期间作为电动机可操作，其中混合电池组12向电动机器14提供电力。电动机器14被配置为在车辆10的再生制动期间为发电机可操作。电子控制器23通过功率逆变器33将混合电池组12可操作地连接到电动机器14，并且执行对混合电池组12进行充电和放电的能量管理方法。
电动机器14可以是交流电(AC)电动机。功率逆变器33可以是具有栅极驱动和电容输入滤波器的三相功率逆变器。功率逆变器33将从高功率电池组24和/或高能量电池组26提供的直流电(DC)转换为用于作为电动机驱进电动机器14的交流电(AC)，并且当在再生制动期间用作发电机时将交流电转换为直流电。
一个或多个传感器(未示出)与每个电池单元24A、26A可操作地通信，并且直接或经由电池模块控制器(未示出)可操作地连接到电子控制器23。传感器被配置成在车辆运行期间监测电池参数。例如，传感器可以监测指示每个电池单元24A、26A的相应充电状态(SOC)的参数，诸如电压、电流、温度等。电子控制器23或可操作地连接到电子控制器23的另一控制器可以包括SOC估计器模块，其基于传感器数据确定SOC。
图5示出了物体60用冲击力F冲击车辆10，该冲击力F在车辆10的驾驶员侧50处横向地向内指向高能量电池组26的第一侧32。冲击力F足够大使得物体60或位于高功率电池组24外部以的以及位于高功率电池组24和物体60之间的车辆部件接触高功率电池组24的第一侧52，导致高功率电池组24的第一侧52向内变形到虚线示出的位置52A。第一侧结构构建28D还通过如指示的物体60通过侧32被移位到位置32A来轻微变形。在这种情况下，高功率电池单元24A、24B和第一侧结构构件28D已经吸收了物体60的全部冲击能量，从而保护了高能量电池单元26。高功率电池单元24和结构壳体28被配置成以这种方式吸收预定量的冲击能量。例如，选择高功率电池单元24A、24B的长度和宽度以及结构壳体28的厚度和材料，以提供吸收预定量的冲击能量的能力，诸如可以由具有预定的重量并以预定速度冲击车辆10的物体生成。
图6示出了包括混合电池组112的电动车辆110的另一实施例。车辆110的车身113的轮廓线以虚线示出使得车辆110的负载路径框架结构162是可见的。负载路径框架结构162是梯子型框架结构，其包括从车辆110的前部168附近延伸到车辆110的后部170附近的纵向框架构件164、166。纵向框架构件164、166的每一个可以包括联接在一起的几个较小的框架段以提供从前部168延伸到后部170的连续负载路径。负载路径框架结构162还包括横向框架构件172A、172B、172C、172D、172E、172F、172G和172H，其通常横向延伸并被连接到纵向框架构件164、166。纵向框架构件164、166和横向框架构件172A-172H可以是例如挤压的或液压成形的钢或铝，并且被配置成具有足够的尺寸和强度以提供碰撞能量管理。
如参考图5描述的那样，混合电池组112包括由壳体28支撑和围绕的高能量电池组26。高能量电池组26被配置成设置在纵向框架构件164、166的内侧。换句话说，高能量电池组26与壳体28一起的宽度W1小于在高能量电池组26处的纵向框架构件164、166之间的空间的宽度W2。
混合电池组112还包括高功率电池组124，该高功率电池组124由如参考图1描述的高功率电池单元24A、24B组成。高功率电池组124包括第一部分124D以及与第一部分124D间隔开的第二部分124E。与混合电池组12的高功率电池组24对比，混合电池组142的第一和第二部分124D、124E也与结构壳体28间隔开。
电池组124、26被配置成相对于负载路径框架结构162设置，使得高能量电池组26在横向和纵向两者的方向上都被框架结构162围绕，并且高功率电池组124(部分124D、124E)是在框架结构162的横向外侧。例如，纵向框架构件164是驾驶员侧框架构件并且在驾驶员侧50设置在高能量电池组26的横向外侧。纵向框架构件166是乘客侧框架构件并且在乘客侧51设置在高能量电池组26的横向外侧。高功率电池组124的第一部分124D在驾驶员侧50设置在纵向框架构件164的外侧。高功率电池组124的第二部分124E在乘客侧51设置在纵向框架构件166的外侧。纵向框架构件164、166因此位于高功率电池组124和高能量电池组26之间。
横向框架构件172A、172B、172C、172D和172E全部在高能电池组26的前面。横向框架构件172E可以被认为是紧邻高能量电池组26前方的横向框架构件中的第一个。横向框架构件172G和172H在高能量电池组26的后面。横向框架构件172G可以被认为是横向框架构件中的第二个，并且其是最紧邻高能量电池组26后面的横向框架构件。横向框架构件172F中的一个在高能量电池组26下方延伸。框架构件177在相应的纵向框架构件164、166的外侧部分地横向和横向地延伸，并且吸收具有至少部分地位于混合电池组112下方的横向分量的冲击力。
高能量电池组26被配置成设置在横向框架构件172E和172G的内侧。换句话说，高能量电池组26与壳体28一起的长度L1小于在横向框架构件172E和172G之间的空间的长度L2。
高功率电池组124的高功率电池组部分124D和纵向框架构件164以及一个或多个横向框架构件(取决于冲击力的位置)将吸收对驾驶员侧50的冲击力的能量，以保护围绕能量电池组26的空间的完整性，从而防止冲击力影响高能量电池组26。高功率电池组部分124E和纵向框架构件166将吸收乘在客侧51上的冲击力的能量开以按照类似的方式保护高能量电池组26的完整性。在设计这些部件时，高功率电池组124的能量吸收能力可与负载结构162的能量吸收能力相结合，以便满足预定的能量吸收能力(例如，诸如吸收预定的尺寸和重量的物体以预定的速度冲击车辆110的冲击力的能力)。车辆负载路径框架结构162因此被配置成吸收冲击力并且为将负载引导到高能量电池组26周围而不是引导到高能量电池组26上或穿过高能量电池组26的冲击力提供负载路径。
图7示出了包括混合电池组212的电动车辆210的另一实施例。示出了车辆210的负荷路径框架结构262。负载路径框架结构262是包括各种纵向框架构件的车体框架整体设计。纵向框架构件264A、264B、264C、264D、264E、264F、266A、266B、266C、266D、266E和266F中的一些用参考标号指示。纵向框架构件264A-264F、266A-266F从车辆210的前部268附近延伸到车辆210的后部270附近。负载路径框架结构262还包括横向框架构件272A、272B、272C、272D、272E、272F、272G、272H、272I、272J和272K。横向框架构件272A-272K通常横向延伸并且被连接到纵向框架构件264A-264F、266A-266F中的不同纵向框架构件和/或被连接到金属片部件267A-267G。纵向框架构件264A-264F、266A-266F和横向框架构件272A-272K可以以冲压或以其它方式形成并且可以是钢或铝。纵向框架构件264A-264F、266A-266F和横向框架构件272A-272K中的一些被焊接和/或粘附结合到诸如金属片部件267A-267F的金属片部件上。纵向框架构件和横向框架构件中的每一个可以包括联接在一起的几个较小的框架段，以提供从前部268延伸到后部270的连续负载路径。
金属片部件267B、267C和267F在车辆210的中间形成凸起结构，其在乘客舱273下面提供空腔271。凸起结构和空腔271类似于在一些车辆中有时被称为传动轴通道。金属片部件267B、267C、267F由纵向和横向框架构件264D、266D、272E中的一些加强，并且由纵向框架构件264B、266B以及由横向框架构件272F、272J、272K、272L在凸起结构横向地向外进一步加强。
如参考图5描述的那样，混合电池组212包括由壳体28支撑和围绕的高能量电池组26。高能量电池组26被配置为设置在空腔271中。因此，高能量电池组26和壳体28被设置在纵向框架构件264B、264C、264D、266B、266C和266D的内侧。换句话说，高能量电池组26与壳体28一起具有的宽度W1小于在纵向框架构件264D、266D之间的空间的宽度W3。应当理解的是，宽度W1的数值在图6和7中可以不同。
混合电池组212还包括高功率电池组224，其由如参考图1描述的高功率电池单元24A、24B组成。如参考图6的第一和第二部分124D、124E描述的那样，高功率电池组224包括第一部分224D以及与第一部分224D间隔开的第二部分224E。部分224D、224E在被描述的框架结构和金属片部件下方，其一起用作乘客舱地板。
电池组224、26被配置成相对于负载路径框架结构262设置，使得高能量电池组26由框架结构262在横向和纵向两者的方向上围绕，并且高功率电池组224(部分224D、224E)是在框架结构262的至少一些的横向外侧。例如，纵向框架构件264D是驾驶员侧框架构件并且被设置在驾驶员侧50上的高能量电池组26的横向外侧。纵向框架构件266D是乘客侧框架构件并且在乘客侧51设置在高能量电池组26的横向外侧。高功率电池组224的第一部分224D被设置在驾驶员侧50上的纵向框架构件264D的外侧。高功率电池组224的第二部分224E在乘客侧51设置在纵向框架构件266D的外侧。纵向框架构件264D、266E因此位于高功率电池组224和高能量电池组26之间。纵向框架构件264B、264C在驾驶员侧50第一部分224D的横向外侧，并且由纵向框架构件266D表示的类似纵向框架构件在乘客侧51上在第二部分224D的横向外侧。
横向框架构件272A、272B、272C和272E全部在高能量电池组26的前面。横向框架构件272E可以被认为是横向框架构件中的紧邻高能量电池组26前面的横向框架构件中的第一个。附加的横向框架构件(在图7的视图中不可见)在高能量电池组26的后面并且处于与高能量电池组26相同的水平。
高能量电池组26被配置为设置在横向框架构件272E和金属片部件267A的内侧。换句话说，高能量电池组26与壳体28一起的长度L1小于横向框架构件272E与金属片部件267D之间的空间的长度L2。应当理解的是长度L1和L2的数值在图6和7中可以不同。
高功率电池组224的高功率电池组部分224D和至少纵向框架构件264B、264C、264D以及横向框架构件272F、272L(取决于冲击力的位置)中的一个或多个将吸收对驾驶员侧50的冲击力的能量以保护高能量电池组26周围空间的完整性，防止冲击力影响高能量电池组26。
高功率电池组部分224E和至少纵向框架构件266B、266D以及金属片部件中的一个或多个将吸收对乘客侧51的冲击力的能量，以按照类似的方式保护高能量电池组26的完整性。在设计这些部件时，高功率电池组224的能量吸收能力可以与负载结构262的能量吸收能力相结合，以便满足预定的能量吸收能力(例如，诸如吸收预定的尺寸和重量的物体以预定的速度冲击车辆210的冲击力的能力)。车辆负载路径框架结构262因此被配置成具有足够的尺寸和强度以吸收冲击力并且为将负载引导到高能电池组26周围而不是引导到高能量电池组26上或穿过高能电池组26的冲击力提供负载路径。
虽然已经详细描述了实施本公开的最佳模式，但是本公开所涉及的领域的技术人员将认识到在所附权利要求的范围内实施本公开的各种替代设计和实施例。

Claims (10)

1.一种车辆，包括：
电动机，所述电动机被配置成在所述车辆的车轮处提供动力扭矩；
电池系统，所述电池系统可操作地连接到所述电动机并且可操作以向所述电动机提供电力；
车辆负载路径框架结构，所述车辆负载路径框架结构被配置成吸收冲击力并为所述冲击力提供负载路径；
其中所述电池系统包括第一电池组和第二电池组，所述第一电池组与所述第二电池组相比具有相对高的功率密度，并且所述第二电池组与所述第一电池组相比具有相对高的能量密度；以及
其中所述第二电池组被配置成设置在所述车辆上的所述车辆负载路径框架结构的内侧，并且所述第一电池组被配置成至少部分地设置在所述车辆上的所述车辆负载路径框架结构的外侧。
2.如权利要求1所述的车辆，其中：
所述第一电池组具有设置在所述车辆的驾驶员侧的所述车辆负载路径结构的外侧的第一部分和设置在所述车辆的乘客侧的所述车辆负载路径结构的外侧的第二部分。
3.如权利要求1所述的车辆，其中所述车辆负载路径框架结构包括被设置在所述第二电池组外侧的纵向框架构件。
4.如权利要求3所述的车辆，其中所述纵向框架构件位于所述第一电池组和所述第二电池组之间。
5.如权利要求1所述的车辆，其中所述车辆负载路径框架结构包括被设置在所述第一电池组外侧的横向框架构件。
6.如权利要求1所述的车辆，其中所述第一电池组具有第一组电池单元，并且所述第二电池组具有第二组电池单元，并且进一步包括：
壳体，所述壳体支撑所述第二电池组并且包括一系列结构间隔构件，所述结构间隔构件中的每一个被设置在所述第二组电池单元的相邻对的电池单元之间并且将所述第二组电池单元的所述相邻对的所述电池单元分开。
7.如权利要求1所述的车辆，其中：
所述第二电池组具有底部；以及
所述第一电池组具有在所述第二电池组的第一侧和第二侧的两者横向向外的并且在所述第二电池组的所述底部下方的第一组电池单元。
8.如权利要求1所述的车辆，其中所述第一电池组和所述车辆负载路径框架结构被配置为在指向所述第二电池的对所述第一电池的冲击下吸收预定量的能量。
9.一种用于车辆的电池系统，包括：
第一电池组和第二电池组；
其中所述第一电池组被配置成设置在所述第二电池组的外部周围处以及在所述车辆上所述第二电池组的外侧处；以及
其中所述第一电池组与所述第二电池组相比具有相对高的功率密度，并且所述第二电池组与所述第一电池组相比具有相对高的能量密度。
10.如权利要求9所述的电池系统，其中：
所述第一电池组具有被布置成环形的第一组电池单元，并且所述第二电池组在所述环形的中心具有第二组电池单元。
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