CN112335105B - 电池框架 - Google Patents

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Abstract

一种用于保持一个或更多个电池盒的电池框架，该电池框架包括外框架，该外框架围绕内部空间并且由多个结构构件形成，所述多个结构构件包括彼此平行延伸且彼此间隔开的第一导轨以及位于第一导轨之间并与第一导轨垂直的第二导轨。外框架限定底部和在平坦的平面中延伸的顶部。第一导轨中的每个第一导轨均包括安装凸缘，安装凸缘远离内部空间向外延伸，以用于将电池框架保持至车辆结构。一个或更多个电池盒布置在外框架的内部空间内，并且能够在外框架安装在车辆内的情况下从外框架的下方移除。支承构件和横梁提供结构刚度、对碰撞载荷进行分布或吸收、以及将电池盒中的一个或更多个电池盒保持在电池框架内。

Description

电池框架
相关申请的交叉引用
本PCT国际专利申请要求于2018年6月25日提交的并且标题为“Battery Frame(电池框架)”的序列号62/689,629的美国临时专利申请的权益，该美国临时专利申请的全部公开内容在此通过参引被并入。
技术领域
本公开总体上涉及一种电池框架。更具体地，本公开涉及一种用于电气化车辆的电池框架。
背景技术
诸如电池电动车辆(EV)和插电式混合电动车辆(PHEV)之类的电气化车辆依靠电池来储存电能。在这种电气化车辆内包装电池要求许多设计考虑，包括重量分布、温度调节和可维修性。
对于电动车辆，并且尤其是对于具有构造成在不需要从车辆上移除整个常规电池组的情况下可维修的电池的电动车辆，存在着庞大且不断增长的市场，由于常规电池组的尺寸和重量，从车辆上移除该常规电池组可能需要特殊的设备和/或培训。
发明内容
本公开提供了一种下述电池框架，该电池框架包括多个结构构件，所述多个结构构件限定具有平坦的形状的外框架，该平坦的形状具有长度和宽度以及小于长度并且小于宽度的高度。至少一个电池盒布置在外框架内，并且能够在外框架安装在车辆内的情况下从外框架的下方移除。
附图说明
本发明的设计的其他细节、特征和优点由以下参照附图对实施方式示例的描述得出，在附图中公开了电池框架。
图1是根据本公开的一方面的电池框架和电池盒的局部分解立体图；
图2是保持两个电池盒的电池框架的立体图；
图3是根据本公开的一方面的具有透明盖以示出电池盒内的结构的图2的电池框架的立体图；
图4是图2的电池框架的分解图；
图5是图2的电池框架的立体剖视图；
图6是图5的截面6的放大图
图7是电池盒的立体图；
图8是图7的电池盒的截面8的放大图；
图9是图7的电池盒的沿着线A-A截取的横截面图。
图10是根据本公开的一方面的电池框架的立体图；
图11是图10的电池框架的立体图，其具有部分透明性以示出内部结构；
图12是图10的电池框架的分解图；
图13是图10的电池框架的立体剖视图；
图14是图13的截面14的放大图；
图15是图13的电池盒的沿着线B-B截取的横截面图；
图16是根据本公开的一方面的保持三个电池盒的电池框架的立体图；
图17是图16的电池框架的沿着线C-C截取的横截面图；
图18是图16的电池框架的分解图；
图19是图16的电池框架的立体剖视图；
图20是图19的截面20的放大图；
图21是图19的截面21的放大图；
图22是根据本公开的一方面的电池框架的立体图；
图23是图22的电池框架的立体图，其具有部分透明性以示出内部结构；
图24是图22的电池框架的分解图；
图25是图22的电池框架的立体剖视图；
图26是图25的电池框架的沿着线D-D截取的横截面图；
图27是根据本公开的一方面的保持三个电池盒的电池框架的立体图；
图28示出图27的电池框架的沿着线E-E截取的横截面图；以及
图29是图27的电池框架的分解图。
具体实施方式
在公开了电池框架的示例实施方式的附图中，重复的特征用相同的附图标记表示。本公开提供了一种电池框架，该电池框架包括多个结构构件，所述多个结构构件限定具有平坦的形状的外框架，该平坦的形状具有长度和宽度以及小于长度并且小于宽度的高度。至少一个电池盒布置在外框架内并且能够在外框架安装在车辆内的情况下从外框架的下方移除。在一些实施方式中，高度远小于长度和宽度中的每一者。
在一些实施方式中，电池框架包括两个或更多个电池盒，所述两个或更多个电池盒均构造成独立地安装在外框架内。在一些实施方式中，电池框架包括用于保持电池的电池腔室，其中，电池腔室独立于任何结构加载接头而是水密的。换句话说，即使所有结构加载接头都是或都变成可透水的，电池腔室也可保持是水密的。在一些实施方式中，结构构件包括第一结构构件和第二结构构件，该第一结构构件通过构造成保持载荷力的结构接头连接至第二结构构件，并且水密密封件在第一结构构件与第二结构构件之间延伸并且与结构接头间隔开。结构接头可以包括摩擦搅拌焊缝。替代性地或另外，水密密封件可以包括摩擦搅拌焊缝。
在一些实施方式中，结构构件可以包括彼此平行延伸且彼此间隔开的两个第一导轨以及彼此平行延伸且彼此间隔开并且垂直于第一导轨的两个第二导轨。第一导轨或第二导轨中的至少一者可以由具有沿其整个长度或基本整个长度恒定的横截面的金属形成。在一些实施方式中，第一导轨或第二导轨中的至少一者由挤压铝形成。
在一些实施方式中，电池框架包括具有不同尺寸的两个或更多个电池盒。在一些实施方式中，电池框架的至少一个电池盒包括壳体，该壳体具有周壁和地板盘并限定了敞开的顶部，其中，盖封闭壳体的敞开的顶部。此外，电池盒可以通过支承电池盒的支架以及用将支架连接至外框架的结构构件中的一个结构构件的紧固件被保持在外框架内。
在一些实施方式中，电池框架的至少一个电池盒包括覆盖件，该覆盖件相对于挤压金属制成的基板被密封。覆盖件可以包括布置在基板与外框架的结构构件中的一个结构构件之间的下凸缘。挤压金属制成的基板可以包括两个挤压金属制成的长形构件，所述两个长形构件沿着两个长形构件中的每个长形构件的邻接侧部边缘被紧固在一起。在一些实施方式中，结构焊缝将基板的两个长形构件紧固在一起，并且水密密封件在两个长形构件之间延伸并且与结构焊缝间隔开。
在一些实施方式中，电池框架的至少一个电池盒包括具有敞开的底部的壳体以及封闭壳体的敞开的底部的底板，该底板向外延伸超出该壳体以限定周向凸缘，其中电池盒通过紧固件紧固在外框架内，紧固件用以将周向凸缘连接至外框架的结构构件中的一个结构构件。
本公开的电池框架通过从下方将一个或更多个单独的电池盒安装到一个外框架中来提供功能分离。功能分离可以有助于车辆内电池的安装、组装和维护。本公开的电池框架相比于常规电池框架提供了若干优点。本公开的电池框架在发生碰撞的情况下使电池盒与外框架分离，这允许外框架在使用期间或需要移除一个或多个电池单元来维修的情况下保留在车辆内。与常规的电气化车辆电池组相比，本公开的电池框架提供了更高的灵活性并且更易于处理单个电池盒。本公开的电池框架可以通过合并具有不同尺寸和/或用于构造可以通过添加或移除电池盒来升级或降级的电池框架的两个或更多个电池盒，提供增强的可扩展性。本公开的电池框架还提供了不同材料的组合，以用于优化各种设计参数的设计，这些设计参数包括例如重量、强度、结构刚度和成本。在一些实施方式中，电池框架被构造成具有与水密接头分开的载荷吸收接头，使得也无需依靠任何结构加载接头来使电池框架的任何部分都是水密的。
图1是根据本公开的一些实施方式的电池框架10的局部分解立体图。电池框架10包括由多个结构构件22、24形成的外框架18。在一些实施方式中，并且如图1所示，结构构件22、24包括一组彼此平行延伸且彼此间隔开的两个第一导轨22。结构构件22、24还包括一组彼此平行延伸且彼此间隔开并且在第一导轨22之间且垂直于第一导轨22延伸的两个第二导轨24。外框架18的结构构件22、24围绕内部空间26。结构构件22、24一起限定了平坦的矩形形状，该平坦的矩形形状具有长度l和宽度w以及远小于长度l且远小于宽度w的高度h。外框架18限定在平坦的平面中延伸的顶部28和平行于顶部28并且与顶部28间隔开外框架18的高度h的底部30。一对横梁32在内部空间26内且在第一导轨22之间延伸。横梁32可用于许多不同的目的，这些目的包括对一个或更多个电池盒40、42的重量进行保持和/或分布以增加电池框架10的加强或结构刚度，以及/或者对碰撞载荷进行分布或吸收。
如图1所示，第一导轨22中的每个第一导轨均包括远离内部空间26向外延伸的安装凸缘34，该安装凸缘34用于将电池框架10保持至车辆结构。第一导轨22均在安装凸缘34上方限定切口区域36，以接纳车辆的对应的部分。第一导轨22的安装凸缘34和对应的切口区域36可以起到将电池框架10定位在车辆结构内的作用。
一个或更多个电池盒40、42、44布置在外框架18的内部空间26内，并且能够在外框架18安装在车辆内的情况下从外框架18的下方移除。换句话说，电池框架10构造成允许在外框架18安装在车辆内时通过外框架18的底部30移除和/或安装电池盒40、42、44中的一个或更多个电池盒。电池框架10可以例如安装在诸如乘用车或卡车之类的车辆的地板内和/或框架导轨之间。电池盒40、42、44中的每个电池盒均可以是能够在电池框架10安装为车辆的整个下部部分或下部部分的一部分的情况下从外框架18的下方单独地或独立地移除和/或安装的。与可能重达几百磅的常规(整体)电池组相比，这可以通过允许在无需将整个电池框架10从车辆上移除的情况下安装或更换电池盒40、42、44中的各个电池盒而改善可维修性和/或可制造性。
在一些实施方式中，并且如图1所示，具有不同尺寸的两个或更多个电池盒40、42、44布置在电池框架10内。具体地，图1示出了出于说明性目而示出从外框架18移除的第一电池盒40。图1还示出了第二电池盒42，该第二电池盒42大于第一电池盒40并且安装在两个横梁32之间。图1还示出了一组两个第三电池盒44，两个第三电池盒44可以具有相似或相同的构造。支承构件38在两个第三电池盒44之间从横梁32中的一个横梁穿过内部空间26延伸到第二导轨24中的一个第二导轨。电池框架10可包括任意数目的支承构件38，支承构件38可以用于许多不同的目的，这些目的包括电池框架10的加强或结构刚度，以及/或者对碰撞载荷进行分布或吸收。横梁32和/或支承构件38还可以起到用于将电池盒40、42、44中的一个或更多个电池盒保持在电池框架10内的安装支承件的作用。
电池盒40、42、44中的每个电池盒均包括壳体46，壳体46具有盖54，该盖在电池盒40、42、44中的对应的一个电池盒安装在电池框架10内的情况下与外框架18的顶部28共面。电池盒40、42、44中的每个电池盒的盖54限定有端口60，以提供通向壳体46内的电池腔室61的入口。电池腔室61可以构造成保持一个或更多个电池单元。电池腔室61还可以构造成保持诸如用于对电池单元进行充电及放电的电导体之类的辅助设备和/或诸如用于输送加热或冷却流体的加热器、散热器或导管之类的温度调节设备。端口60可用于电连接至一个或更多个外部导体(未示出)并且/或者用于电池盒40、42、44中的对应的一个电池盒与外部流体导管(未示出)之间的冷却剂流体连接。
在一些实施方式中，并且如图1所示，第一电池盒40包括壳体50，壳体50具有倒置托盘形状，壳体50具有周壁52，周壁52固定至盖54或者与盖54一体地形成。周壁52沿着盒凸缘58固定至基板56，该盒凸缘58与盖54相对地从周壁向外延伸。基板56可以具有大致平坦的形状以封闭第一电池盒40的壳体50的底部。基板56可以由一件或更多件诸如铝、镁、或两种或更多种金属的合金之类的挤压金属形成。挤压金属件可以具有沿着挤压金属件的整个长度或基本整个长度恒定的横截面。替代性地，基板56可以由一片或更多片诸如金属之类的材料形成。可以使用比如说例如复合材料或聚合物之类的其他材料来形成电池盒40、42、44的壳体50和/或基板56。
电池盒40、42、44被利用一个或更多个安装螺钉62紧固在电池框架10内，以将电池盒40、42、44的相应的部分保持到外框架18的一个或更多个结构构件22、24上和/或保持到一个或更多个横梁32和/或支承构件38。安装螺钉62可以延伸穿过盒凸缘58中的相应的孔64。可以使用其他类型的紧固件将电池盒40、42、44紧固在电池框架10内。这样的紧固件可以包括例如螺栓、螺母、铆钉、夹子、夹具、凸片或闩锁。
图2至图6示出了根据一些实施方式的保持两个电池盒140的电池框架100。具体地，电池框架100包括由结构构件122、124形成的外框架118，结构构件122、124包括一组彼此平行延伸且彼此间隔开的两个第一导轨122。结构构件122、124还包括一组彼此平行延伸且彼此间隔开并且在第一导轨122之间并垂直于第一导轨122延伸的两个第二导轨124。结构构件122、124一起围绕内部空间126。第一导轨122均包括安装凸缘134，该安装凸缘134远离内部空间126向外延伸并且沿第一导轨122的长度以规则的间隔限定多个通孔136，以用于接纳诸如螺栓或螺钉之类的紧固件，以将电池框架100保持在车辆内。
横梁132在内部空间126内、在第一导轨122之间且在第二导轨124的中间延伸。横梁132可用于许多不同的目的，这些目的包括对一个或更多个电池盒140的重量进行保持和/或分布以增加电池框架100的加强或结构刚度，以及/或者对碰撞载荷进行分布或吸收。
两个电池盒140在横梁132的相反侧上布置在电池框架100的内部空间126内。电池盒140中的每个电池盒均包括盖154，盖154限定端口160，以提供通向电池盒140内的电池腔室161的入口。端口160可用于电连接至一个或更多个外部导体(未示出)并且/或者用于电池盒140与外部流体导管(未示出)之间的冷却剂流体连接。一对上肋162布置在内部空间126内的盖154的内表面上并且布置在端口160的相对侧上以提供结构刚度。
电池盒140中的一个或更多个电池盒能够在外框架118安装在车辆内的情况下从外框架118的下方移除。换句话说，电池框架100构造成允许在外框架118安装在车辆内时通过外框架118的底部130移除和/或安装电池盒140中的一个或更多个电池盒。电池框架100可以例如安装在诸如乘用车或卡车之类的车辆的地板内和/或框架导轨之间。电池盒140中的每个电池盒均可以是能够在电池框架100安装为车辆的整个下部部分或下部部分的一部分的情况下从外框架118的下方单独地或独立地移除和/或安装的。与可能重达几百磅的常规(整体)电池组相比，这可以通过允许在无需将整个电池框架100从车辆上移除的情况下安装或更换电池盒140中的各个电池盒而改善可维修性和/或可制造性。
图3是图2的电池框架的立体图，其中，根据本公开的一方面，电池盒140具有透明盖154以示出电池盒140内的结构。具体地，图3示出了电池盒140中的每个电池盒的壳体150内的加强结构164、168。电池盒140中的每个电池盒可具有类似的构造，因此在图3中仅标记了电池盒140中的一个电池盒以简化公开内容。加强结构164、168均包括四个横杆164，这四个横杆164彼此平行延伸且以规则的间隔彼此间隔开，其中，在电池盒140定位在外框架118内的情况下，横杆164中的一个横杆沿着第二导轨124中的一个第二导轨延伸并邻近于该一个第二导轨。在电池盒140定位在外框架118内的情况下，横杆164中的另一个横杆沿着第二导轨122中的一个第二导轨延伸并邻近于该一个第二导轨。横杆164中的每个横杆均包括大致平行于盖154延伸的上部166，上部166用于接纳盖螺栓158(如图7至图8所示)，以将盖154紧固到壳体150上。可以使用其他类型的紧固件，例如螺钉、夹子或夹具，以将盖154紧固到壳体150上。替代性地或附加地，盖154可以通过粘合剂和/或一个或更多个焊缝紧固到壳体150上。电池盒140中的每个电池盒内的加强结构164、168还包括三个下肋168，这三个下肋168彼此平行延伸且以规则的间隔彼此间隔开，其中，在电池盒140定位在外框架118内的情况下，三个下肋168中的一个下肋沿着第一导轨122中的对应的第一导轨延伸并邻近于对应的第一导轨。加强结构164、168中的每个加强结构均可以通过焊接或通过其他方式、例如用粘合剂，固定在对应的壳体150内。替代性地或附加地，加强结构164、168的一个或更多个部分可以与壳体150的一个或更多个部分一体地形成。
图4是图2的电池框架的分解图。如图4中最佳所示，下肋168垂直于横杆164延伸。在一些实施方式中，下肋168延伸穿过横杆164。图4还示出了电池盒140的壳体150的细节。具体地，壳体150中的每个壳体均形成为敞开的托盘，该敞开的托盘具有周壁170，周壁170从在平坦的平面中延伸的地板盘172竖向和垂直地延伸并延伸至敞开的顶部152。盖154中的一个盖封闭壳体150中的每个壳体的敞开的顶部152。多个支架174焊接至壳体150上，以将电池盒140保持在外框架118内。支架174可以以其他方式，例如用粘合剂或使用一个或更多个紧固件，固定至壳体150。
图4还示出了一对下板180，每个下板180构造成在电池盒140中的对应的一个电池盒的下方附接至外框架118，以保护电池盒免于从下方被损坏。下板180可以由金属或诸如塑料或复合材料之类的另一种弹性材料形成，以保护电池盒140免于因道路碎屑而被损坏。下板180还可以用来改善电池框架100在诸如系柱碰撞测试之类的各种碰撞测试中的性能。下板180可以具有大体上平坦的形状，该大体上平坦的形状具有周缘182，该周缘182向上和向外弯曲并且构造成附接至外框架118。周缘182包括下降部分184，该下降部分184远离外框架118向下延伸，以容置支架174和支架174中的紧固件。下板180均限定了朝着外框架向上延伸一定长度，以提供结构刚度的一对压痕186。压痕186可以通过对下板180的材料进行轧制或卷边(beading)来形成。
图5示出了图2的电池框架100的横截面，并且图6是图5的截面6的放大图。具体地，图6示出了电池盒140中的一个电池盒与电池框架100的外框架118之间的连接。图6示出了第二导轨124中的一个第二导轨的横截面，该第二导轨124除了在其下边缘中的凹口142之外具有大致矩形的形状。凹口142面向外框架118的内部空间126，以接纳支架174和下板180的周缘182。图6还示出了内部腹板144，内部腹板144位于第二导轨124内，以限定多个中空通道146，每个中空通道146具有大致矩形的横截面。第一铆钉螺母190在凹口142内向上延伸到第二导轨124中，以接纳用于将支架174保持至第二导轨124的安装螺栓192。更具体地，支架174具有定形状为限定向外延伸部176的倒T的横截面，其中，安装螺栓192延伸穿过支架174的向外延伸部176并进入第一铆钉螺母190。换句话说，每个电池盒140通过支架174而被保持在外框架118内，该支架174通过呈安装螺栓192的形式的紧固件支承电池盒140，该安装螺栓192将支架174连接至外框架118的结构构件122、124中的一个结构构件。其他类型的紧固件，比如例如螺钉、铆钉、夹子或夹具，可以将支架174连接至外框架118。
同样如图6所示，边缘156绕电池盒140的盖154的周缘延伸并且悬于周壁170上方。刚性材料间隔件194将盖154保持距横杆164中的一个横杆的上部部分166固定距离。由诸如橡胶之类的弹性材料制成的垫圈196绕周壁170的顶部布置，并防止水或其他流体进入或离开电池盒140的内部空间126。间隔件194可以帮助垫圈196具有一致的变形并防止垫圈196由于集中的或过大的力而损坏，集中的或过大的力可能由用于将盖154保持到电池盒140的壳体上的盖螺栓158产生。
图7至图9示出了电池盒140中一个电池盒的附加细节。图8是图7的放大截面。图9是沿线A-A截取的图7的横截面图。具体地，图8示出了位于周壁170的拐角处以用于将周壁170的两个垂线互连的角焊缝171。角焊缝171可以是水密焊缝，例如摩擦搅拌焊缝。图8还示出了处于将盖154保持到壳体150上的安装位置的盖螺栓158中的一个盖螺栓。图9示出了包括布置在横杆164中的一个横杆的上部部分166内的第二铆钉螺母198的电池盒140的横截面，其中，第二铆钉螺母198接纳盖螺栓158并且因此将盖154保持到壳体150上。图8还示出了围绕盖螺栓158的支座套筒199，该支座套筒199在第二铆钉螺母198与盖154之间延伸。支座套筒199可以通过如下方式起到与间隔件194类似的作用：通过将盖154保持远离横杆164中的一个横杆的上部部分166固定距离并防止垫圈196由于可能由盖螺栓产生的集中的或过大的力而被损坏。图8还示出了限定通道169的下肋168中的一个下肋，该通道169可以保持电导体和/或作为用以冷却或加热用于调节电池盒140内的电池的温度的流体的导管。图8还示出了向外延伸部176中的两个安装孔178，并且两个安装孔178构造成接纳用于将电池盒140中的一个电池盒紧固到外框架120上的安装螺栓192。
相比于包括常规电池组的其他设计，图2至图6的电池框架100可以提供若干优点。电池框架100可以在没有焊缝的后加工的情况下制造。这提供了外部载荷与水密的电池盒140的分离。电池盒140可以构造为具有用于保持电池单元的内部加强件的简单冲压部件。这可以提供比常规设计更小的电池盒140，从而允许更容易维修和处理。电池盒140可以从下方从外框架118安装或移除，从而允许在不从车辆移除整个电池框架100的情况下进行安装或更换。电池框架100可以使用多种材料组合来构造。
图10至图15示出了根据一些实施方式的电池框架200。具体地，电池框架200包括外框架218，外框架218由结构构件222、224形成，结构构件222、224包括一组彼此平行延伸且彼此间隔开的两个第一导轨222。结构构件222、224还包括一组彼此平行延伸且彼此间隔开并且在第一导轨222之间且垂直于第一导轨222延伸的两个第二导轨224。结构构件222、224一起围绕内部空间226。结构构件222、224一起限定了平坦的矩形形状，该平坦的矩形形状具有长度l和宽度w以及远小于长度l并且远小于宽度w的高度h。外框架218限定在平坦的平面中延伸的顶部228和平行于顶部228并与顶部228间隔开外框架218的高度h的底部230。第一导轨222均包括远离内部空间226向外延伸的安装凸缘234。横梁232在内部空间226内、在第二导轨224之间并在第一导轨222的中间延伸。横梁232可用于许多不同的目的，这些目的包括电池框架200的加强或结构刚度，以及/或者对碰撞载荷进行分布或吸收。
图11是图10的电池框架的立体图，其具有部分透明性以示出焊缝278、286的位置。具体地，下焊缝278将地板盘272连接至结构构件222、224中的每个结构构件。下焊缝278可以是水密的，以防止水或其他流体进入内部空间226。在一些实施方式中，下焊缝278可以是摩擦搅拌焊缝(FSW)，但是也可以使用其他类型的焊缝和/或密封剂，这可以取决于用于地板盘272和/或结构部件222、224中的一者或两者的材料的类型。图11还示出了将每个第二导轨224的两个端部中的每个端部邻近于每个第一导轨222的端部连接至该第一导轨222的侧部的端部焊缝286。端部焊缝286可以是水密的，以防止水或其他流体进入内部空间226。在一些实施方式中，端部焊缝286可以是摩擦搅拌焊缝，但是也可以使用其他类型的焊缝和/或密封剂，这可以取决于用于导轨222、224中的一者或两者的材料的类型。同样如图11所示，多个横杆264以规则的间隔从横梁232垂直地延伸到第一导轨222中的每个第一导轨，以限定十二个电池腔室261，每个电池腔室261均具有矩形形状。
电池腔室261中的每个电池腔室均构造成保持一个或更多个电池，这些电池能够在外框架218安装在车辆内的情况下从外框架218的下方移除。换句话说，电池框架200构造成允许在外框架218安装在车辆内时通过外框架218的底部230移除和/或安装电池中的一个或更多个电池。电池框架200可以例如安装在诸如乘用车或卡车之类的车辆的地板内和/或框架导轨之间。电池盒中的每个电池盒均可以是能够在电池框架200安装为车辆的这整个下部部分或下部部分的一部分的情况下从外框架218的下方单独地或独立地移除和/或安装的。与可能重达几百磅的常规(整体)电池组相比，这可以通过允许在无需将整个电池框架200从车辆上移除的情况下安装或更换各个电池而改善可维修性和/或可制造性。
图12是图10的电池框架200的分解图，该电池框架200包括封闭外框架218的顶部228的盖254和封闭外框架218的底部230的地板盘272。如图12所示，地板盘272包括多个凹入部分274，每个凹入部分274与电池腔室261中的对应的一个电池腔室对准。图12还示出了下板280，该下板280用于保护电池和其他设备免于从下方被损坏，损坏例如可能由道路碎屑引起。下板280可以由金属或诸如塑料或复合材料之类的另一种弹性材料形成。下板280还可以用来改善电池框架200在诸如系柱碰撞测试之类的各种碰撞测试中的性能。下板280可以具有大体上平坦的形状，该大体上平坦的形状具有向上和向外弯曲的周缘282。
图13是示出电池框架200的横截面的剖视立体图。图14是图13的截面14的放大图。如图13至图14所示，具有矩形横截面的下肋268布置在横杆264中的三个横杆之间，这三个横杆包括横杆264中的中间一个横杆和横杆264中的两个最外侧的横杆。横杆均定形状为具有中间部分290和两个侧部突出部292的倒T，该中间部分290具有矩形的横截面，每个侧部突出部292均具有从中间部分290向外并邻近于地板盘272延伸的横截面。图14还示出了第二导轨224的内部细节，第二导轨224具有本体部分238，该本体部分238具有矩形横截面并且包括位于本体部分238内的呈两个水平杆形式的内部腹板244，从而限定了三个中空通道246，其中，每个中空通道均具有大致矩形的横截面。第二导轨224均限定朝向内部空间向内并邻近于地板盘272延伸的足部248。足部248可用于保持横梁232并将来自横梁232的载荷分布至第二导轨224。
图15是沿线B-B截取的图13的横截面图。图15示出了第一导轨222中的一个第一导轨的细节，该第一导轨具有L形横截面以限定安装凸缘234，该安装凸缘234远离内部空间226向外延伸。第一导轨222还包括内部腹板244，以限定三个大致矩形的中空通道246。地板盘272限定了凸缘部分276，该凸缘部分276向外延伸并且位于导轨222、224中的每个导轨的下方。类似地，盖254限定边缘256，该边缘256在导轨222、224中的每个导轨的上方延伸并通过多个盖螺栓258紧固至该导轨。更具体地，铆钉螺母260紧固在导轨222、224的上部部分内，其中，铆钉螺母中的每个铆钉螺母接纳盖螺栓中的相应的一个盖螺栓以用于紧固。唇缘266从第一导轨222中的每个第一导轨向上延伸，以用于保持在盖254与第一导轨222中的每个第一导轨之间进行密封的垫圈296。第二导轨224中的每个第二导轨可以具有类似的唇缘266和/或类似的垫圈296。图15还示出了位于地板盘272的凸缘部分276与第一导轨222的下表面之间的下焊缝278。类似的下焊缝278将凸缘部分276连接至导轨222、224中的其他导轨。
相比于诸如常规电池组之类的其他设计，图10至图15的电池框架200可以提供若干优点。电池框架200包括由内部加强件232、264分割的外框架218，内部加强件232、264可以对碰撞载荷，例如挤压载荷和/或在系柱碰撞测试中产生的载荷，进行分布和/或吸收。电池框架200可以从顶部228组装并且用单个冲压部件(即盖254)封闭。电池框架200可以构造成使用单个连接块以提供与车辆的电连接和/或冷却流体连接。
图16至图21示出了根据一些实施方式的保持三个电池盒340、342的电池框架300。电池框架300包括由多个结构构件322、324形成的外框架318。在一些实施方式中，并且如图16所示，结构构件322、324包括一组彼此平行延伸且彼此间隔开的两个第一导轨322。结构构件322、324还包括一组彼此平行延伸且彼此间隔开并且在第一导轨322之间且垂直于第一导轨322延伸的两个第二导轨324。外框架318的结构构件322、324围绕内部空间326。结构构件322、324一起限定了平坦的矩形形状，该平坦的矩形形状具有长度l和宽度w以及远小于长度l并且远小于宽度w的高度h。外框架318限定在平坦的平面中延伸的顶部328和平行于顶部328并与顶部328间隔开外框架318的高度h的底部330。一对横梁332在内部空间326内且在第一导轨322之间延伸。横梁332可用于许多不同的目的，这些目的包括对一个或更多个电池盒340、342的重量进行保持和/或分布以增加电池框架300的加强或结构刚度，以及/或者对碰撞载荷进行分布或吸收。
如图16所示，第一导轨322中的每个第一导轨均包括安装凸缘334，该安装凸缘334远离内部空间326向外延伸并且沿第一导轨322的长度以规则的间隔限定多个通孔336，以用于接纳诸如螺栓或螺钉之类的紧固件，以将电池框架300保持在车辆内。
一个或更多个电池盒340、342布置在外框架318的内部空间326内并且能够在外框架318安装在车辆内的情况下从外框架318的下方移除。换句话说，电池框架300构造成允许在外框架318安装在车辆内时通过外框架318的底部330移除和/或安装电池盒340、342中的一个或更多个电池盒。在一些实施方式中，全部电池盒340、342可以是能够在电池框架300安装为车辆的整个下部部分或下部部分的一部分的情况下从外框架318的下方独立地移除和安装的。电池框架300可以例如安装在诸如乘用车或卡车之类的车辆的地板内和/或框架导轨之间。电池盒340、342中的每个电池盒均可以是能够在电池框架300安装为车辆的整个下部部分或下部部分的一部分的情况下从外框架318的下方单独地或独立地移除和/或安装的。与可能重达几百磅的常规(整体)电池组相比，这可以通过允许在无需将整个电池框架300从车辆上移除的情况下安装或更换电池盒340、342中的各个电池盒而改善可维修性和/或可制造性。
图16还示出了电池盒340、342中的每个电池盒，电池盒包括覆盖件350，该覆盖件350限定端口360，端口360用以提供通向电池盒340、342中的电池腔室361的入口。电池腔室361可构造成保持一个或更多个电池单元。电池腔室361还可以构造成保持诸如用于对电池单元进行充电及放电的电导体之类的辅助设备和/或诸如用于输送加热或冷却流体的加热器、散热器或导管之类的温度调节设备。端口360可用于电连接至一个或更多个外部导体(未示出)并且/或者用于电池盒340、342中的对应的一个电池盒与外部流体导管(未示出)之间的冷却剂流体连接。在一些实施方式中，并且如图16所示，具有不同尺寸的两个或更多个电池盒340、342布置在电池框架300内。具体地，图16示出了大于第一电池盒340中的每个第一电池盒的第二电池盒342，并且该第二电池盒342安装在横梁332中的两个横梁之间。
图17是电池框架300的沿着线C-C截取的横截面图。图17示出了第一电池盒340中的一个第一电池盒的内部细节。电池框架300内的电池盒340、342中的每个电池盒均可以具有类似的构造。如图17所示，第一电池盒340的覆盖件350具有倒置托盘形状，该倒置托盘形状限定了上壁354，在第一电池盒340安装在电池框架300中的情况下，该上壁354在与外框架318的顶部328共面的大体平坦的平面中延伸。覆盖件350还包括周壁370，该周壁370围绕电池腔室361并且从上壁354延伸至下凸缘372，该下凸缘372从周壁370大致平行于上壁354并与上壁354间隔开向外延伸。覆盖件350可以由诸如金属板之类的单件材料形成，该单件材料被拉伸、模制、铸造、机加工或以其他方式形成以限定倒置托盘形状。替代性地，覆盖件350可以形成为两个或更多个单独的件的组件，这两个或更多个单独的件连接在一起以限定倒置托盘形状。下肋368布置在电池腔室361内以提供结构刚度。
第一电池盒340还包括基板374，基板374包括一个或更多个长形构件376，该长形构件376布置在覆盖件350下方，用于封闭电池腔室361。长形构件376具有大致矩形且中空的横截面，其中，对角支承构件378布置在长形构件376中以限定多个内部通道379。内部通道379可用于输送冷却流体以调节第一电池盒340的温度。长形构件376可以由诸如铝、镁或两种或更多种金属的合金之类的挤压金属形成。长形构件376可以具有沿着其整个或基本整个长度恒定的横截面。替代性地，长形构件376可以由一片或更多片诸如金属之类的材料形成。可以使用其他材料，比如例如复合材料或聚合物，来形成电池盒340、342的覆盖件350和/或基板374。在电池盒340、342中的对应的一个电池盒安装在外框架318内的情况下，下凸缘372布置在基板374与外框架318的结构构件322、324中的一个或更多个结构构件之间。更具体地，下凸缘372被置于基板374与外框架318的结构构件322、324中的一个或更多个结构构件之间，其中，下凸缘372平行于基板374和结构构件322、324中的一个或更多个结构构件中的每一者延伸并接触该每一者。垫圈396沿着下凸缘372在周壁370与基板374之间延伸，以提供防水密密封。
同样如图17所示，第二导轨324中的每个第二导轨除了位于其下边缘中且从底部330向上延伸的凹口348之外具有大致矩形的形状。凹口348面向外框架318的内部空间326，以用于接纳电池盒340、342的基板374中的一个或更多个基板。图17还示出了内部腹板344，内部腹板344位于第二导轨324内以限定多个中空通道346，每个中空通道均具有大致矩形的横截面。
图18是图16的电池框架300的分解图。图18更详细地示出了下肋368，其中，下肋368中的每个下肋均呈倒置U形。下肋368可以由弯曲的金属形成或者以其他方式形成为倒置U形。下肋368可以紧固至长形构件376中的两个或更多个长形构件，以用于将所述两个或更多个长形构件连接在一起并形成基板374。
图19是示出电池框架300的横截面的剖视立体图。图20是图19的截面20的放大图，并且图21是图19的截面21的放大图。图20示出了在长形构件376中的两个长形构件的相邻侧部之间延伸的结构焊缝380，该结构焊缝380用于将长形构件376连接在一起并形成基板374中的一个基板。结构焊缝380可以是摩擦搅拌焊缝，但是也可以使用其他类型的焊缝。图20还示出了水密密封件382，该水密密封件382在两个长形构件376的相邻侧部之间平行于结构焊缝380并与结构焊缝380间隔开延伸。水密密封件382可以是摩擦搅拌焊缝，但是也可以使用其他类型的焊缝。水密密封件382可包括诸如填缝剂或粘合剂之类的密封剂，以及/或者由诸如橡胶或泡沫之类的弹性材料制成的垫圈。
相比于诸如常规电池组之类的其他设计，图16至图21的电池框架300可以提供若干优点。由于电池盒340、342具有两个不同尺寸，电池框架300提供了改善的可扩展性。电池框架300包括简单的水密密封件，该水密密封件使用可以相对容易地进行制造的二维摩擦搅拌焊缝。可以进行内部和/或外部冷却。外框架318可以由铝和/或钢的组合制成。电池盒340、342可以从下方从外框架318安装或移除，从而允许在不从车辆移除整个电池框架300的情况下进行安装或更换。
图22至图26示出了根据一些实施方式的电池框架400。具体地，电池框架400包括外框架418，外框架418由结构构件422、424形成，结构构件422、424包括一组彼此平行延伸且彼此间隔开的两个第一导轨422。结构构件422、424还包括一组彼此平行延伸且彼此间隔开并且在第一导轨422之间并垂直于第一导轨422延伸的两个第二导轨424。结构构件422、424一起围绕内部空间426。结构构件422、424一起限定了平坦的矩形形状，该平坦的矩形形状具有长度l和宽度w以及远小于长度l并且远小于宽度w的高度h。外框架418限定在平坦的平面中延伸的顶部428和平行于顶部428并与顶部428间隔开外框架418的高度h的底部430。第一导轨422均包括安装凸缘434，该安装凸缘434远离内部空间226向外延伸。安装凸缘434中的每个安装凸缘均沿第一导轨422的长度以规则的间隔限定多个通孔436，以用于接纳诸如螺栓或螺钉之类的紧固件，以将电池框架400保持在车辆内。
图23是图22的电池框架的立体图，其具有部分透明性以示出端部焊缝286的位置，该端部焊缝286将每个第一导轨422的两个端部中的每个端部邻近于每个第二导轨424的端部连接至该第二导轨424的侧部。端部焊缝486可以是水密的，以防止水或其他流体进入内部空间226。在一些实施方式中，端部焊缝486可以是摩擦搅拌焊缝，但是也可以使用其他类型的焊缝和/或密封剂，这可以取决于用于导轨422、424中的一者或两者的材料的类型。
同样如图23所示，横梁432在内部空间426内、在第二导轨424之间且在第一导轨422的中间延伸。横梁432可用于许多不同的目的，这些目的包括电池框架400的加强或结构刚度，以及/或者对碰撞载荷进行分布或吸收。多个横杆460以规则的间隔从横梁432垂直地延伸至第一导轨422中的每个第一导轨，以限定十二个电池腔室461，每个电池腔室均具有矩形形状。
电池腔室461中的每个电池腔室均构造成保持一个或更多个电池，这些电池能够在外框架418安装在车辆内的情况下从外框架418的下方移除。换句话说，电池框架400构造成允许在外框架218被安装在车辆内时通过外框架418的底部430移除和/或安装电池中的一个或更多个电池。电池框架400可以例如安装在诸如乘用车或卡车之类的车辆的地板内和/或框架导轨之间。与可能重达几百磅的常规(整体)电池组相比，这可以通过允许在无需将整个电池框架400从车辆上移除的情况下安装或更换各个电池盒而改善可维修性和/或可制造性。
图24是电池框架400的分解图，该电池框架400包括封闭外框架218的顶部428的盖454和封闭外框架418的底部430的下板480。盖454包括绕盖454的周缘延伸的边缘456。下板480具有大体上平坦的形状，该大体上平坦的形状具有向上和向外弯曲的周缘482。下板480可以由金属或诸如塑料或复合材料之类的另一种弹性材料形成。如图24所示，下板480包括多个凹入部分484，每个凹入部分均朝向外框架向上延伸一定长度，以提供结构刚度。凹入部分484中的每个凹入部分均与横杆460中的对应的一个横杆对准并且以规则的间隔限定孔以用于接纳紧固件，例如螺钉或螺栓(未示出)，以用于将横杆460紧固至下板480。
图25是示出电池框架400的横截面的剖视立体图。电池框架400包括多个长形构件46，每个长形构件均具有大致矩形且中空的横截面，其中，对角支承构件478布置在长形构件476中以限定多个内部通道，该内部通道可用于输送冷却流体以调节位于长形构件476上的电池的温度。长形构件476还可以用来改善电池框架400在诸如系柱碰撞测试之类的各种碰撞测试中的性能。长形构件476可以由诸如铝、镁或两种或更多种金属的合金之类的挤压金属形成。长形构件476可以具有沿着其整个或基本整个长度恒定的横截面。替代性地，长形构件476可以由一片或更多片诸如金属之类的材料形成。
图26是电池框架400的沿着如图25所示的线D-D截取的横截面图。具体地，图26示出了第二导轨424中的一个第二导轨的横截面，该第二导轨具有大致矩形的横截面，第二导轨424中具有内部腹板444以限定多个中空通道446，每个中空通道均具有大致矩形的横截面。图26还示出了盖454的轮廓，盖454包括边缘456，边缘456沿着第二导轨424的顶部428延伸并邻近于第二导轨424的顶部428，并且边缘456通过盖螺钉458紧固至第二导轨424的顶部428。盖454可以以规则的间隔用多个盖螺钉458紧固至导轨422、424中的每个导轨。替代性地或附加地，可以使用诸如螺栓、夹子或夹具和/或粘合剂或焊缝之类的其他紧固件来将盖454紧固至导轨422、424。由诸如橡胶或泡沫之类的弹性材料制成的上垫圈494被置于导轨422、424的顶部428与盖454之间，以在在导轨422、424的顶部428与盖454之间提供防水密密封。图26还示出了用板螺钉492紧固至第二导轨424的底部430的下板480的周缘482。下板480可以以规则的间隔用多个板螺钉492紧固至导轨422、424中的每个导轨。替代性地或附加地，可以使用诸如螺栓、夹子或夹具和/或粘合剂或焊缝之类的其他紧固件来将下板480紧固至导轨422、424。由诸如橡胶或泡沫之类的弹性材料制成的下垫圈496被置于导轨422、424的底部430与下板480之间，以在导轨422、424的底部430与下板480之间提供防水密密封。
图28还示出了横杆460中的一个横杆的横截面。所有横杆460都可以具有类似的构造，横杆460可以由一件或更多件诸如铝、镁或两种或更多种金属的合金之类的挤压金属形成。横杆460可以具有沿着其整个或基本整个长度恒定的横截面。具体地，横杆460中的每个横杆均包括呈大致矩形且中空的形状的本体部分462，该本体部分462可以用作用于冷却流体和/或用于布置电导体的导管。本体部分462限定扩口底部，该扩口底部向外延伸，以防止长形构件476中的对应的一个长形构件在本体部分462之间向上移动。横杆460中的每个横杆还包括上部部分466，该上部部分466从本体部分462向上延伸至上凸缘468，该上凸缘468通过诸如螺钉或螺栓或夹子或铆钉之类的一个或更多个紧固件紧固至盖454。替代性地或附加地，上凸缘468可以通过一个或多个焊缝紧固至盖454。横杆460中的每个横杆还包括下部部分470，该下部部分470从本体部分462向下延伸至下凸缘472，该下凸缘472通过诸如螺钉或螺栓或夹子或铆钉之类的一个或更多个紧固件沿着凹入部分484中一个凹入部分紧固至下板480。替代性地或附加地，下凸缘472可以通过一个或更多个焊缝紧固至下板480。本体部分462、下部部分470和下凸缘472一起限定了C形横截面，该C形横截面构造成接收并保持长形构件476中的对应的一个长形构件的端部。长形构件476中的每个长形构件和布置在长形构件上的电池可以通过移除下板480并且使横杆460中的一个或更多个横杆向外偏转而从电池框架400的下方移除。电池中的每个电池均可以是能够通过移除或更换长形构件476中的各个长形构件而在电池框架400安装为车辆的整个下部部分或下部部分的一部分的情况下而从外框架418的下方单独地或独立地移除和/或安装的。
相比于诸如常规电池组之类的其他设计，图22至图26的电池框架400可以提供若干优点。与其他替代性设计相比，电池框架400提供了相对较高的能量密度。长形构件476可以起到对碰撞载荷，例如挤压载荷和/或在系柱碰撞测试中产生的载荷，进行分布和/或吸收的作用。长形构件476还可以限定用于冷却流体的循环以调节布置在长形构件476上的电池的温度的冷却通道。电池框架400可以包括均由非常薄的金属板形成的封闭板(即，盖454和下板480)。电池框架400可以构造成使用单个连接块以提供与车辆的电连接和/或冷却流体连接。外框架318和/或内部支承件，例如横梁432和/或横杆460，可以由铝和/或钢的组合制成。
图27至图29示出了根据一些实施方式的电池框架500。具体地，电池框架500包括外框架518，外框架518由结构构件522、524形成，结构构件522、524包括一组两个彼此平行延伸且彼此间隔开的两个第一导轨522。结构构件522、524还包括一组彼此平行延伸且彼此间隔开并且在第一导轨522之间且垂直于第一导轨522延伸的两个第二导轨524。结构构件522、524一起围绕内部空间526。结构构件522、524一起限定了平坦的矩形形状，该平坦的矩形形状具有长度l和宽度w以及远小于长度l并且远小于宽度w的高度h。外框架518限定在平坦的平面中延伸的顶部528和平行于顶部528并与顶部528间隔开外框架518的高度h的底部530。第一导轨522均包括安装凸缘534，该安装凸缘534远离内部空间526向外延伸并且沿第一导轨522的长度以规则的间隔限定多个通孔536，以用于接纳诸如螺栓或螺钉之类的紧固件，以将电池框架500保持在车辆内。横梁532在内部空间526内、在第二导轨524之间且在第一导轨522的中间延伸。横梁532可用于许多不同的目的，这些目的包括电池框架500的加强或结构刚度，以及/或者对碰撞载荷进行分布或吸收。一对横杆538在横梁532与第一导轨522中的每个第一导轨之间延伸，以将内部空间526划分为六个相等的部段，每个部段均容纳电池盒540。电池盒540中的每个电池盒均包括上壳体550，该上壳体550限定用以提供通向壳体540内的电池腔室561的入口的端口560。端口560可用于电连接至一个或更多个外部导体(未示出)并且/或者用于电池盒540与外部流体导管(未示出)之间的冷却剂流体连接。
电池盒540中的一个或更多个电池盒布置在外框架518的内部空间526内并且能够在外框架518安装在车辆内的情况下从外框架518的下方移除。换句话说，电池框架500构造成允许在外框架518安装在车辆内时通过外框架518的底部530移除和/或安装电池盒540中的一个或更多个电池盒。在一些实施方式中，全部电池盒540可以是能够在电池框架500安装为车辆的整个下部部分或下部部分的一部分的情况下从外框架518的下方独立地移除和安装的。电池框架500可以例如安装在诸如乘用车或卡车之类的车辆的地板内和/或框架导轨之间。电池盒540中的每个电池盒均可以是能够在电池框架500安装为车辆的整个下部部分或下部部分的一部分的情况下从外框架518的下方单独地或独立地移除和/或安装的。与可能重达几百磅的常规(整体)电池组相比，这可以通过允许在无需将整个电池框架500从车辆上移除的情况下安装或更换电池盒540中的各个电池盒而改善可维修性和/或可制造性。
图28是图27的电池框架500的沿线E-E截取的横截面图。具体地，图28示出了电池盒540中的一个电池盒与电池框架500的外框架518之间的连接。图28示出了电池盒540中的一个电池盒的细节。电池盒540中的每个电池盒均可具有相同的构造。替代性地，电池盒540可以彼此不同。例如，可以在电池框架500内使用具有不同尺寸的两个电池盒。在图27至图29所示的示例实施方式中，上壳体550包括平坦且与外框架518的顶部528共面的上壁554。上壳体550还包括具有四个相等侧面的周壁552，并且该周壁552包围电池腔室561。上壳体限定了敞开的底部556。如图28所示，上壳体550还包括围绕敞开的底部的边缘部分572，并且该边缘部分572可以比周壁552厚并且被构造成接纳盒螺栓558。上壳体550可以通过例如铸造和/或机加工而形成为单件。替代性地，上壳体550可以作为两个件或更多个件的组件，这两个件或更多个件可以例如通过焊接来连接。
电池盒540还包括构造成封闭上壳体550的敞开的底部556的底板570。底板570包括周向凸缘574，该周向凸缘574向外延伸超出上壳体550并且绕电池盒540的周缘延伸以用于将电池盒540安装在外框架518内。垫圈596布置在上壳体550与底板570之间的通道内，以在上壳体550与底板570之间提供防水密封。底板570还在其外表面上限定了多个冷却通道576，以用于输送冷却流体从而调节电池盒540的温度，并且特别是调节电池盒540内的一个或多个电池单元的温度。密封板578沿着底板570布置以封闭冷却通道576。底板570可以通过例如铸造和/或机加工而形成为单件。替代性地，底板570可以作为两个件或更多个件的组件，这两个件或更多个件可以例如通过焊接来连接。
图28还示出了第二导轨524中的一个第二导轨的横截面，该第二导轨524除了位于其下边缘中的凹口542之外具有大致矩形的形状。凹口542面向外框架518的内部空间526，以接纳保持电池盒540的周向凸缘574。内部腹板544布置在第二导轨524内，以限定多个中空通道546，每个中空通道均具有大致矩形的横截面。铆钉螺母590在凹口542内向上延伸到第二导轨524中，以接纳用于将电池盒540中的一个电池盒的周向凸缘574保持至第二导轨524的安装螺栓592。换句话说，每个电池盒540均通过周向凸缘574保持在外框架518内，该周向凸缘574通过呈安装螺栓592形式的紧固件支承电池盒540，安装螺栓592将周向凸缘574连接至外框架118的结构构件122、124中的一个结构构件。其他类型的紧固件，比如例如螺钉、铆钉、夹子或夹具，可以将电池盒540连接至外框架518。
图28还示出了下板580，该下板580用于保护电池和其他设备免于从下方被损坏，该损坏例如可能由道路碎屑引起。下板580可以由金属或诸如塑料或复合材料之类的另一种弹性材料形成。下板580还可以用来改善电池框架500在诸如系柱碰撞测试之类的各种碰撞测试中的性能。下板580可以具有大体上平坦的形状，该大体上平坦的形状具有周缘582，该周缘582向上和向外弯曲并且延伸到第二导轨524中的凹口542中。
图29是图27的电池框架的分解图。图29示出了底板570，底板570包括管状构件586，该管状构件586向上延伸穿过上壳体550，并且该管状构件586与上壳体550中的开口588流体连通，以用于冷却流体往返于底板570中的冷却通道576的循环。图29还示出了布置在电池盒540下方的下板580。下板580的周缘582限定了下降部分584，该下降部分584远离外框架518向下延伸，以提供用于安装螺栓592的间隙并防止下板580接触安装螺栓592。图29示出了布置在电池盒540中的每个电池盒下方的分离的下板580。替代性地，下板580可以布置在电池盒540中的两个或更多个电池盒下方。在一些实施方式中，电池框架500可具有沿着全部外框架518的底部530布置的单个下板。
相比于包括常规电池组的其他设计，图27至图29的电池框架500可以提供若干优点。电池框架500可以包括相对较小的电池盒540，该相对较小的电池盒540具有铸造金属制成的壳体550、570，壳体550、570可以形成有一体的冷却通道576。电池框架500可以在没有任何水密焊缝的情况下制成。
电池盒540可以从下方从外框架518安装或移除，从而允许在不从车辆移除整个电池框架500的情况下进行安装或更换。可以使用多种材料组合来构造电池框架500。相对较小的电池盒540允许电池框架500容易地扩展以包括多个电池盒540以满足不同的容量要求。换句话说，可以针对不同的应用使用不同数目的电池盒540来制造电池框架500的变型。例如，较小型的电池框架500可用于插电式混合电动车辆(PHEV)应用中，而较大型的电池框架500可用于全电池电动车辆(BEV)应用中。
出于说明和描述的目的已经提供了对实施方式的前述描述。前述描述并非旨在穷举或限制本公开。特定实施方式的各个元件或特征通常并不限于该特定实施方式，而是，即使没有具体示出或描述，特定实施方式的各个元件或特征在适用的情况下也是可互换的，并且可以在选定实施方式中使用。本公开也可以以许多方式变化。这种变型不应该被认为是背离本公开，并且所有这种改型旨在被包括在本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种电池框架，包括：
多个结构构件，所述多个结构构件包括一对导轨并限定外框架，所述外框架具有平坦的形状，所述平坦的形状具有长度和宽度以及小于所述长度且小于所述宽度的高度，其中，所述一对导轨中的每个导轨均包括远离所述导轨向外延伸的安装凸缘，所述安装凸缘用于将所述电池框架保持至车辆结构；
至少一个电池盒，所述至少一个电池盒布置在所述外框架内并且能够在所述外框架安装在车辆内的情况下从所述外框架的下方移除，其中，所述至少一个电池盒包括两个或更多个电池盒，每个电池盒均构造成独立地安装在所述外框架内，
其中，所述电池盒具有壳体和紧固到所述壳体上的盖，所述壳体内设置有加强结构，绕所述壳体的周壁的顶部设置有垫圈，间隔件设置在所述盖与所述加强结构之间并且构造成帮助所述垫圈具有一致的变形。
2.根据权利要求1所述的电池框架，其中，所述多个结构构件包括第一结构构件和第二结构构件，所述第一结构构件通过构造成保持载荷力的结构接头连接至所述第二结构构件；并且
在所述第一结构构件与所述第二结构构件之间设置有水密密封件，并且所述水密密封件与所述结构接头间隔开。
3.根据权利要求2所述的电池框架，其中，所述结构接头包括摩擦搅拌焊缝。
4.根据权利要求2所述的电池框架，其中，所述水密密封件包括摩擦搅拌焊缝。
5.根据权利要求1所述的电池框架，其中，所述多个结构构件包括彼此平行延伸且彼此间隔开的两个第一导轨以及彼此平行延伸且彼此间隔开并且垂直于所述第一导轨的两个第二导轨。
6.根据权利要求5所述的电池框架，其中，所述第一导轨或所述第二导轨中的至少一者由具有沿着所述至少一者的整个长度恒定的横截面的金属形成。
7.根据权利要求5所述的电池框架，其中，所述第一导轨或所述第二导轨中的至少一者由挤压铝形成。
8.根据权利要求1所述的电池框架，其中，所述至少一个电池盒包括具有不同尺寸的两个或更多个电池盒。
9.根据权利要求1所述的电池框架，其中，所述壳体具有地板盘，并且所述壳体限定了敞开的顶部，所述盖封闭所述壳体的所述敞开的顶部；并且
其中，所述至少一个电池盒通过支承所述至少一个电池盒的支架以及用将所述支架连接至所述外框架的所述多个结构构件中的一个结构构件的紧固件被保持在所述外框架内。
10.根据权利要求1所述的电池框架，其中，所述壳体具有敞开的底部，所述至少一个电池盒包括封闭所述壳体的所述敞开的底部的底板，所述底板向外延伸超出所述壳体以限定周向凸缘；并且
其中，所述至少一个电池盒通过紧固件被紧固在所述外框架内，所述紧固件将所述周向凸缘连接至所述外框架的所述多个结构构件中的一个结构构件。
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