CN113613926B - 复合电池外壳 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆底盘的电池外壳，包括具有上表面和下表面以及多个边缘的底板；外部支撑结构，外部支撑结构具有在其下表面的凸缘部分并且设置在底板的上表面上以外接底板的边缘；电池托盘，电池托盘具有从其上表面延伸的凸缘部分并且设置在底板的上表面上。电池托盘在上表面上包括限定各个单元的轮廓的多个凸起表面特征，每个单元均配置为接收至少一个电池。盖设置在电池托盘的凸缘上，其中外部支撑结构设置在电池托盘的凸缘下方并且围绕电池托盘边缘延伸。

Description

复合电池外壳
相关申请的交叉引用
本申请根据35USC 119要求2018年11月20日提交的美国临时申请No.62/769,925的权益，其通过引用整体并入本文。
技术领域
所公开的主题涉及一种用于复合封闭隔间的系统。特别地，本公开的主题涉及一种复合电池外壳。
背景技术
已知用于电池外壳的各种结构，其是自支撑并且在结构上与车辆系统的平衡分开。这导致整个系统质量增加从而减少经济性(增加制造成本)，以及更低的性能(更大的重量减少了混合动力中的充电之间的运行范围或较低的燃料经济性)。
电池的大重量通常需要重要材料以提供用来保持车辆系统内的电池或多个电池的刚度和强度。类似地，传统设计的电池外壳需要显著加强，以防止在车辆碰撞情况下的物体侵入。传统上将车辆和电池外壳的结构要求分开，由此电池外壳成为纯粹依附的质量并且对于车辆性能是冗余的。
常规电池外壳的示例在以下公开中提供，公开中的每一个都通过引用整体并入本文：美国专利号8286743、8393427、8833499、5620057、7323272、8115450、8210301、8875828、9331321；和美国专利申请公开号20100136402、20120103714、2015079454和2015318525。
本公开的主题提供了一种新的创新解决方案，其用于储存、保护和使用用于混合动力、插入式混合动力和电动车辆应用的电池。本公开的益处在于：
·较之传统金属设计减轻重量(例如高达30％)
·由于减重(以及因此节省动力)使得车辆行驶范围增加
·禁止/抑制流体进入电池容纳区域/从电池容纳区域排出流体
·禁止/抑制来自外部燃烧的火焰进入和对电池的损坏
·在电池模块发生内部泄漏时，禁止/抑制暴露于火焰和化学品释放
·在前部，后部或侧部撞击时禁止/抑制对电池造成损坏
·禁止/抑制在外壳的底板上产生的顶升载荷损坏电池
·禁止/抑制竖向挤压载荷损坏电池
·在内部压力升高时，外壳保持对环境的密封
·外壳屏蔽电磁频率，从而将发射频率强度限制为CISPR概述的允许限制
·不导电且不导热的表面
·将模制的冷却通道集成到电池托盘中，从而无需安装单独的系统。
此外，本公开的电池的外壳的系统和结构适用用于运输的混合动力、插入式混合动力、和插电式电动乘用车以及其他公共交通运输系统(例如，公共汽车、穿梭式交通工具和轨道车)。
发明内容
从下文的描述中，所公开的主题的目的和优点将被阐述并且变得明显，并且也通过实践所公开的主题而被学习。所公开的主题的其他优点将通过在本说明书以及其权利要求和附图中特别指出的方法和系统实现和获得。
为了实现这些和其他优点并根据所公开的主题的目的，如实施例和广泛描述的那样，所公开的主题包括用于车辆底盘的电池外壳，电池外壳包括：具有上表面和下表面以及多个边缘的底板；外部支撑结构，所述外部支撑结构具有上表面和下表面，其中，凸缘部分从其下表面延伸，所述外部支撑结构设置在底板的上表面上并且围绕底板的多个边缘延伸；电池托盘，所述电池托盘具有上表面和下表面，其中凸缘部分从其上表面延伸，并且该电池托盘具有多个边缘，该电池托盘设置在底板的上表面上并且在上表面上具有多个凸起表面特征，所述多个凸起表面特征限定单个单元的轮廓，每个单元构造为接收至少一个电池；具有上表面和下表面的盖，所述盖设置在电池托盘的凸缘上；并且其中外部支撑结构设置在电池托盘的凸缘下方并且围绕电池托盘的多个边缘延伸。
在一些实施例中，电池托盘的凸起表面特征包括实心梁。在一些实施例中，底板、外部支撑结构、电池托盘和/或盖中的至少一个由复合材料构成。在一些实施例中，盖的上表面联接到车辆底盘。在一些实施例中，外部支撑结构包括至少一个振动支撑结构。在一些实施例中，外部支撑结构包括在相邻的线性梁之间的至少一个拐角连结节点。
在一些实施例中，各个单元包括多个对称单元。
在一些实施例中，在盖和电池托盘之间形成密封件。在一些实施例中，在电池托盘和外部支撑结构之间形成密封件。在一些实施例中，在外部支撑结构和底板之间形成密封件。
在一些实施例中，外部支撑结构的凸缘向外延伸第一距离，并且电池托盘的凸缘向外延伸第二距离。在一些实施例中，第一距离大于第二距离。在一些实施例中，盖与电池托盘的凸起表面特征接合以形成至少一个闭合体积单元。在一些实施例中，外部支撑结构形成承载结构。在一些实施例中，承载结构的上表面接合电池托盘的凸缘的下表面。
包括结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图，以说明所公开主题的方法和系统并提供对其的进一步理解。与说明书一起，附图用于解释所公开的主题的原理。
附图说明
参照如下文概述的附图提供对本文描述的主题的各个方面、特征和实施例的详细描述。附图为说明性并且不一定按照比例绘制，其中，为了清晰而夸大一些部件和特征。附图说明了本主题的各个方面和特征，并且可以全部或部分地示出本主题的一个或多个实施例或示例。
图1和图8是分解的示意图，其示出了根据所公开主题的电池外壳的部件的透视图。
图2是根据所公开主题的外部支撑结构的示例性实施例。
图3是根据所公开主题的具有周边孔和横向横梁构件的电池托盘的示例性实施例。
图4是根据所公开主题的结合到外部支撑结构的电池托盘的示例性实施例。
图5是根据所公开主题的结合到电池外壳的下侧上的底板的示例性实施例。
图6是根据本主题的电池外壳组件的示例性实施例，其中，移除盖，以显示结合的铝制冷却板、结合的横向横梁构件，所述横向横梁构件具有结合的三角形支撑支架和安装有横向构件的盖附接支架。
图7是根据所公开的主题的带有盖的组装好的电池外壳的示例性实施例。
具体实施方式
现在将详细参考所公开主题的示例性实施例，其示例在附图中示出。将结合对系统的详细描述来描述所公开主题的方法和对应步骤。
本文呈现的方法和系统可用于电池外壳结构。所公开的主题特别适用于复合电池外壳结构，该复合电池外壳结构包括多个部件，每个部件可以优化以展现其必要的特征，例如由于使用多种材料复合层压件的设计而导致的电磁压缩、耐火、高强度和高刚度。另外，本公开的电池外壳减少了导电表面积，从而改善了与车辆相关联的电气部件的安装便捷性。类似地，本公开的电池外壳减少了导热材料的量，从而改善了绝热性并且降低电池冷却系统所需的功率。
出于解释和说明而非限制的目的，图1示出了根据所公开主题的系统的示例性实施例，并且该示例性实施整体用附图标记1000表示。在本文中呈现的各种视图和附图中，可以提供类似的附图标记(通过前导数字加以区分)以表示功能对应但不一定相同的结构。如图1所示，电池外壳系统1000通常包括多个部件，所述多个部件包括底部构件板100、盖构件200和栅格支撑结构300，它们均在下文进一步详细描述。
盖构件
图1、图7和图8示出了电池外壳的上部结构的示例性实施例。盖400可以配置有各种尺寸/形状，使得盖的周边重合以用于与电池托盘300密封(下面进一步详细讨论)。这些密封件能够封闭各个电池模块并且将各个电池模块与车辆底盘有效地分隔、防止水分入侵/浸没、并且消除灰尘/碎屑积聚。密封件(多个密封件)可以是围绕电池托盘和盖周边的连续构件，或者是多个离散构件。而且，密封件的尺寸和形状可以设计为在电池托盘上方延伸并且由弹性材料形成，该弹性材料允许在闭合盖400时密封件的压缩。
在一些实施例中，盖400可以包括进入面板或窗口，所述进入面板或窗口可移除和/或铰接或滑动地附接到盖。这样的窗口允许进入底层电池单元以允许修复/更换各个单元。在图1所示的示例性实施例中，盖包括护罩402，该护罩可以相对于盖的其余部分凸出，以提供用于引导布线和电池管理系统的通道。护罩402可以包括围绕进入窗口的第一部分以及从该窗口延伸到盖400的边缘的纵向部分。盖400可以被构造成承受升高的内部压力和燃烧温度，例如，高达超过1巴；最高或超过1200℃的耐火性，并且在暴露2分钟之后不会被烧穿。
另外，盖400可以在一系列频率上(例如，1kHz至1GHz)屏蔽电磁频率(EMF)的发射，同时通过设计用于EMF防护和电气接地的附接表面来提供电气连续性。可以以各种方式结合EMF屏蔽，例如，可以以金属填充的涂料、导电油墨或嵌合或编织到层压件中的金属箔或金属丝网的形式遍布盖400提供EMF屏蔽。在这样的实施例中，电流经由螺栓和螺钉在车辆的托盘、盖和底盘之间运动。另外或者替代地，金属棒、链或钉可以用作电传输方法。例如，可以设计如图1和图8所示的轨道404以在盖上传导电流。在一些实施例中，盖400可以结合包括碳、玻璃纤维、芳族聚酰胺、能谱(spectra)、玄武岩、金属线和/或它们的组合的增强件，该增强件提高了盖的结构完整性。在一些实施例中，盖400可以结合基质材料，所述基质材料包括：酚醛、环氧树脂、聚酯、乙烯基酯和/或它们的组合。
在一些实施例中，盖400可以结合添加剂，所述添加剂包括：ATH、发泡型固体、玻璃或塑料微球、内脱模剂和/或它们的组合。在一些实施例中，盖400可以结合颜料，所述颜料包括：炭黑、氧化铁、苯胺黑和/或它们的组合。在一些实施例中，盖400可以结合涂层，所述涂层包括发泡型涂料、凝胶涂层和/或它们的组合。另外，盖400可以构造有用于围绕周边延伸的密封件和/或结合在上面的密封件的一体模制通道，以形成与底层电池托盘300的防漏结合。合适的密封件的示例包括硅树脂、橡胶、泡沫体和防火材料(比如发泡型固体)、和EMI屏蔽材料(比如镍石墨填料、银和铜)。
盖可以形成具有与底层电池托盘300、外部支撑结构200和底板100的互补几何形状。在所示示例性实施例中，这些部件形成有六角形，其中侧部标记为1至6，其中组件的后端比组件的前端更宽。如图所示，组件的后边缘1和侧部2、6以大致直角定向；侧部3和5相对边缘2和6以角度(例如，约)定向；前边缘4平行于后边缘1取向。该示例性配置的有利之处在于它最大化了电池存储的容量，同时通过提供锥形组件而最小化“占地面积”，这允许更具灵活性地放置成靠近车轮。
盖400可以设计成在组装好时仅接合电池托盘300，其中外部支撑结构200和底板100直接接合/抵接电池托盘300。换句话说，盖400可以与外部支撑结构200和底板100保持间隔开。在一些实施例中，可以沿各个部件：盖400、电池托盘300、外部支撑结构200和底板100的接合表面施加粘合剂。
电池托盘
图1和图3至图4，图6示出了电池托盘的下部结构的示例性实施例。
在一些实施例中，电池托盘300可以形成为具有多个轴向和横向表面特征310的一体模制件，该轴向和横向表面特征限定“单元”轮廓且形成所述“单元”，所述单元用于接收构成车辆动力系统的各个电池。这种表面特征310经由配合表面的适当对齐通过提供电池适当安装在每个单元内的触觉与视觉确认而利于组装。另外，形成离散单元的有利之处在于它可以在外壳内的相邻电池之间隔离不利事件(例如泄漏，热变化等)。
在所示的示例性实施例中，表面特征是凸起或向上延伸的肋、或是通道310，其限定矩形单元的轮廓，尽管应该理解的是，电池托盘300可以形成有替代形状的单元。类似地，表面特征310可以形成为横向横梁构件，该横向横梁构件从电池托盘300的底表面向上突出。在所示的示例性实施例中，横向横梁构件310的高度低于电池托盘300的周边侧壁320。然而，应当理解，根据需要，可以提供各种尺寸和相对比例。横向横梁构件310可以形成为实心横截面结构，或者替代地形成为中空构件以允许导线和/或冷却导管围绕电池单元的通路。横向横梁构件310可以与周边侧壁320一体地形成，或者可以包括横向支撑支架312并且该横向支撑支架固定地附接到侧壁320且被配置为在其中接收横向横梁构件310。这允许横向横梁构件310被移除/替换以提供可调节的单元尺寸以适应不同的电池设计。
电池托盘300还可包括围绕周边或围绕周边的选择的部分的凸缘330。凸缘330可以在其上表面上联接到盖400并且在其底表面上联接到外部支撑结构200。在一些实施例中，凸缘330可以形成有宽度，该宽度横向延伸一定距离，所述距离小于表面特征310的距离或竖向高度。
另外，轴向和横向表面特征310和凸缘部分330可以定位成与盖400中类似的轴向和横向对准的表面特征和凸缘部分相匹配或对准，以便完全接合/包封并产生闭合体积以内容纳在内组装好的各个电池单元，如下面更详细描述的那样。
电池托盘300可以由包括增强纤维的各种材料形成。这种增强纤维的一些说明性示例包括：基质材料，该基质材料包括酚醛、环氧树脂、聚酯、乙烯基酯；添加剂，该添加剂包括ATH、发泡型固体、玻璃或微球、内部释放剂；颜料，该颜料包括炭黑、氧化铁、苯胺黑；涂层，该涂层包括发泡型涂料、凝胶涂层和/或它们的组合。另外，类似于关于上述盖400的描述，电池托盘300可以包括呈导电材料形式的EMF屏蔽件(例如，薄层压箔、导电油墨、导电涂料、膨胀金属箔、金属编织系统)。
在一些实施例中，电池托盘300可以包括：集成的主动冷却的模制特征、结合特征或紧固特征；传热板；用于电池模块连接的附件点；集成的总线，其用于电池的电力传导(串联/并联)；电池管理系统的模制的外壳；和/或增强件，其包括碳、玻璃纤维、芳族聚酰胺、能谱、玄武岩和金属线。可以采用各种冷却介质，其包括空气、水和/或液体冷却剂。本文公开的复合外壳可以包括用于冷却剂流动通过的通道，从而消除对二次冷却系统组件的需求。
附加地或替代地，电池托盘300可以例如在由横向横梁构件310形成的孔腔中包括：铆钉螺母紧固件，以用于紧固电池模块；和/或结合的带螺纹插入件，以用于紧固电池模块。而且，电池托盘可以包括例如围绕凸缘330分布的铆钉螺母紧固件，以用于将盖400紧固到托盘300；和/或例如分布在凸缘330周围的结合的带螺纹插入件，以用于将盖紧固到托盘。托盘300还可以包括用于密封件的一体模制通道；结合在上的密封件(多个密封件)，所述密封件可以包括硅树脂、橡胶、泡沫体和防火材料(例如发泡型固体)、和EMI屏蔽材料(诸如镍石墨填充物、银和铜)。此外，托盘300可以包括用于冷却电池模块的结合在上或紧固在上的导热板。在一些实施例中，这些板可以结合/安装到电池托盘或底板，并且电池模块可以直接位于板的顶部上。
电池托盘300还可以包括用于附接安全隔膜的安装孔或支架(其可以位于外壳的一侧，例如车辆的后侧)；用于减压阀的安装孔或支架；用于槽或孔的盖，以屏蔽EMF发射，所述盖可包括铝板、铝线、铜线、黄铜线、镍-石墨填充的硅树脂的任何组合并且可能需要结合或紧固到托盘。
外部支撑结构
图1和图2示出了电池外壳的外部支撑结构200的示例性实施例。
在一些实施例中，外部支撑结构200可以形成为一体/整体结构，该结构被模制、拉挤、注入、预浸渍、长丝缠绕和/或编织。该结构可以包括：增强件，比如碳、玻璃纤维、芳族聚酰胺、玄武岩；基质材料，其包括酚醛、环氧树脂、乙烯基-酯、聚酯。
在一些实施例中，外部支撑结构200可以形成为具有连结节点202的多部件结构，其可以由铝、锌、钢材、黄铜、钛或任何上述金属的合金形式被加工、铸造、金属注射成型、3D打印、和/或挤出。附加地或替代地，连结节点202可以包括注塑、铸造、模制或3D打印塑料，其可以包括诸如玻璃纤维、碳纤维、铝纤维或钢纤维的结构填充物。连结节点202可以放置在外部支撑结构的相邻线性结构元件210(例如梁或翼梁)之间。在一些位置，连结节点202具有线性/平面表面，在其他位置中，连结节点具有弯曲/弧形表面。连结节点202可以在公/母接合或舌槽联接中接收外部支撑结构的相邻线性结构元件210(例如梁或翼梁)。
可以提供振动支撑件230，例如，凸缘，其可以通过在撞击时吸收/耗散能量来改善侧部和/或后部的缓冲。另外，振动支撑件230可以用作改进的模态响应和/或后部或前部碰撞响应的连接点或支架。在图1，图2和图4中所示的示例性实施例中，振动支撑结构230可以从竖向线性结构元件210的外部侧壁横向延伸。另外，振动支撑结构230可以围绕小于外部支撑结构200的整个周边延伸，使得仅选择(例如其中六个)的侧部包括振动支撑结构。例如，前边缘4(参照图1)可以不具有振动支撑结构230。这种配置提供了对侧部/后部撞击的最大保护，同时最小化前边缘处的重量代价，所述前边缘通常定位于车辆的前轮后面并且不容易受到直接撞击。
外部支撑结构200还可包括附接到任何电池托盘300和/或外部支撑结构200的内部的多个横向横梁构件。例如，外部支撑结构200可以包括横向横梁构件，所述横向横梁构件位置重合并且尺寸设计成在电池托盘300的横向横梁构件310内嵌套。这些支架可以配置为三角形支架；L形支架；π形夹；矩形块；和/或一体模制特征。
在一些实施例中，外部支撑结构200包括一体模制管道，用于围绕支撑结构200的周边的冷却剂循环。而且，还可以包括一体模制的特征或腔以附接或支撑用于冷却剂的管道。此外，外部支撑结构200可以包括安装孔或支架，以用于附接安全薄膜和/或减压阀(多个减压阀)。
外部支撑结构200可以利用紧固件直接附接到盖400，所述紧固件例如为铆钉螺母紧固件、结合的带螺纹插入件等。另外或者替代地，外部支撑结构200可以附接到电池托盘300，例如，沿着凸缘330，其中凸缘330附接到盖400以形成可移除的子组件。外部支撑结构200的振动支撑结构210可以密封地附接到底板100。
底板
图1，图5，图7和图8示出了电池外壳的底板100的示例性实施例。
底板可以附接到外部支撑结构和电池托盘300(如果存在)。在没有电池托盘300的实施例中，各个电池单元可以安装到周边和横梁上或底板100上。电池托盘300可以包括提供底板100和电池托盘300之间的相隔距离(空间或间隙)的特征或“间隔件”以适应撞击偏移。这些相隔距离“间隔件”可以在发生碰撞的情况下在撞击时变形以吸收能量。它们通常位于横向构件310下方，以将载荷从底板100转移到横向构件310或外部支撑结构200中，从而防止过大载荷直接转移到电池托盘中。附加地或替代地，底板100可以包括以下形式的间隔件：一体模制的特征、矩形块或条、帽状段、中空梁、柱体、由金属滑轨或滑动板制成的间隔件和/或一体模制的复合滑动轨道或滑板。间隔件可以以均匀的方式分散，其中每个间隔件均与相邻的间隔件距离相等；替代地，间隔件可以是不均匀的并且被缩放以容纳不同尺寸的电池/单元。
另外，底板100可以具有多个轴向和横向表面特征110，其限定“单元”轮廓并且形成所述“单元”，所述单元用于接收构成车辆动力系统的各个电池。这种表面特征110经由适当对齐的配合表面通过提供电池适当安装在每个单元内的触觉和视觉确认来利于组装。
在示例性实施例中，表面特征110可以形成为从底板100的顶表面向上突出的实心肋构件，但是可以预期替代配置(例如中空导管)在本公开的范围内。
底板100可以附接到振动支撑结构210，该振动支撑结构从外部支撑构件200的底部边缘且沿着边缘4(其中省略了振动支撑结构210)顺着线性结构元件210延伸，使得底板和外部支撑结构沿整个周边或者在周边的选择部分处连结。类似于盖400、电池托盘300和外部支撑结构200之间的连接，底板100可以以各种方式联接，所述方式包括机械紧固、化学(例如粘合剂)粘合和/或熔合(例如超声波焊接)。
另外，盖400的横向表面402特征可以定位成与电池托盘300和底板110中的类似横向对准的表面特征310匹配或对准，以便完全接合/包封并产生闭合体积，以容纳在其内组装好的各个电池单元。闭合体积的形成有利于在任何特定单元(多个单元)内隔离不利事件。任何一个，或多个横向壁110，210，310可以包括导管，所述导管用来将加热/冷却和布线引导到容纳在其中的每个单元。
在一些实施例中，可以在盖400和电池托盘300之间和/或在电池托盘300和底板100之间提供附加的密封构件。该密封构件只能在周边延伸。附加地或替代地，密封构件可以围绕选择的单元延伸。密封构件可以形成为可压缩垫圈，例如O形圈，以防止流体进入或离开单元。
本文公开的各种部件可以由包括增强纤维的各种材料形成。这种增强纤维的一些说明性示例包括碳纤维、玻璃纤维、Kevlar(芳族聚酰胺)纤维；及它们的组合。在一些实施例中，可以采用聚乙烯或聚丙烯纤维，所述聚乙烯或聚丙烯纤维在以下液体热固性树脂的化学类别的任意一种的树脂基质中稳定：环氧树脂、不饱和间苯二甲酸酯、乙烯基﹣酯、甲基﹣甲基丙烯酸酯或酚醛树脂；或它们的组合。在一些实施例中，增强纤维可以在包括聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺(尼龙)、丙烯酸、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚苯硫醚(PPS)；聚氨酯树脂或它们的组合的热塑性树脂中稳定。
根据本公开的一方面，构造的材料可包括多个上述纤维材料的对准且连续(和/或未对准的且不连续)的纤维加强层。例如，基部构件可以制造为夹层材料，其具有多个加强材料层，所述多个加强材料层从包括以下材料的核心材料类别层压到低密度材料的芯部，所述以下材料包括：端面纹理轻木(end grain balsa)、或具有内部发泡(发泡剂)的浇铸或挤出的树脂类别，其包括聚氯乙烯(PVC)、交联聚氯乙烯(CPVC)、苯乙烯丙烯腈(SAN)，聚氨酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)；聚氨酯泡沫；以及它们的组合。在这样的实施例中，盖构件由于垂直施加的载荷而获得防止变形的阻力，所述垂直施加的载荷将从由密集的电池组施加的载荷中施加。然而，下部结构的面内(延伸)刚度可以保持具有相当的顺应性(硬度低)，这是因为该硬度主要由层压板中的双轴纤维的模数驱动。
在一些实施例中，上述各种部件形成有均匀的横截面形状，而在其他实施例中，支撑结构形成有变化的尺寸。例如，形成外部支撑构件200的边缘的轴向支撑构件可以具有比设置在电池托盘的边缘之间的横向横截面构件310更大的横截面形状。
在所示的实施例中，单元是对称的(即矩形)，但是替代设计也在本公开的范围内。例如，横向结构支撑梁(或共同地“单元壁”)可以形成不同的不均匀几何形状。例如，可以在电池外壳的前部处使用更多数量的单元壁(例如，较小尺寸单元或重复/并联增强壁)来使用梯度设计，从而提高用于前部撞击场景的刚性。
另外，在一些实施例中，单元壁可以具有形成在其中的进入特征(例如孔，槽等)，以允许相邻单元之间的导管和互连件，例如布线到单元中包含的电池和/或从所述单元中包含的电池布线。类似地，这些进入特征可以用作电池单元之间的通风装置。在一些实施例中，希望引导流体流动通过这种进入特征以提供对单元的加热或冷却。此外，在一些实施例中，复合外壳可以包括进入点，例如，用于技术人员替换具有有限生命周期的设备，例如保险丝、印刷电路板、连接器、控制设备等。进入点可以形成为可重复密封的面板，其可以通过沿着外壳的水平轴线滑动、通过围绕在外壳中形成的铰链枢转、或通过从外壳的其余部分移除而被打开。在一些实施例中，进入点(和底层可替换设备)位于与容纳有电池的单元隔离开的隔间中(即不朝向所述单元开放，也不与所述单元流体连通)。这样的配置确保了气密密封件一直保持在电池和环境空气之间(即，在没有进入面板的隔间中)。
此外，尽管本文所示的示例性实施例描绘了具有恒定厚度的大体矩形外壳，但是可以提供替代设计，例如，具有变化(锥形或阶梯状)宽度和/或高度的电池外壳，以适应所需的电池容量和车辆底盘设计，所述车辆底盘设计指示电池外壳联接的方式和位置。
在一些实施例中，如上所述的多个复合电池外壳可以以模块化方式组合，例如，彼此竖向堆叠以增加电池容量。这种堆叠增加了质量，因此抑制了任何不期望的振动载荷，以及增加集合体结构的刚性。此外，本公开的复合电池外壳可以改装到先前形成的车辆底盘。
根据本公开的另一方面，本文描述的复合电池外壳可以包含电磁屏蔽性能。在一些实施例中，电磁屏蔽件可以设置在外壳的外部周围。在一些实施例中，可以在外壳的选择的单元(单个或多个)周围提供电磁屏蔽件。存在这种EMF/EMC屏蔽件抑制了电池和车辆的其他部件之间的任何不期望的电气干扰。
虽然本文以某些优选实施例描述了所公开的主题，但是本领域技术人员将认识到，可以在不背离其范围的前提下对所公开的主题进行各种修改和改进。此外，尽管可以在本文中公开以及在一个实施例的附图中示出的所公开主题的一个实施例的各个特征，但是应该显而易见的是一个实施例的各个特征可以与其他实施例的一个或多个特征或多个实施例的特征组合。
除了下面要求保护的特定实施例之外，所公开的主题还涉及具有下面要求保护和上文公开的从属特征的任何其他可能组合的其他实施例。这样，在从属权利要求和上文所公开的特定特征可以在所公开的主题的范围内以其他方式彼此组合，使得所公开的主题应该也被识别为具体涉及具有任何其他可行实施例组合的其他实施例。因此，已经出于说明和描述的目的呈现了所公开主题的具体实施例的前述描述。其不旨在穷举或将所公开的主题限制为所公开的那些实施例。
对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离所公开的主题的精神或范围的情况下，可以在所公开的主题的方法和系统中进行各种修改和变化。因此，目的在于所公开的主题包括在所附权利要求及其等效物范围内的修改和变化。

Claims (19)

1.一种用于车辆底盘的电池外壳，所述电池外壳包括：
底板，所述底板具有上表面和下表面以及多个边缘；
外部支撑结构，所述外部支撑结构具有上表面和下表面，其中，从所述外部支撑结构的下表面延伸有凸缘，其中所述外部支撑结构的凸缘从所述外部支撑结构的竖向侧壁横向向外延伸，所述外部支撑结构设置在所述底板的上表面上并且围绕所述底板的多个边缘延伸；
电池托盘，所述电池托盘具有上表面和下表面以及多个边缘，其中，从所述电池托盘的上表面延伸有凸缘，所述电池托盘设置在所述底板的上表面上并且在所述电池托盘的上表面上具有限定各个单元的轮廓的多个凸起表面特征，每个单元均配置为接收至少一个电池；和
盖，所述盖具有上表面和下表面，所述盖设置在所述电池托盘的凸缘上；
其中，所述外部支撑结构设置在所述电池托盘的凸缘下方并且围绕所述电池托盘的多个边缘延伸，并且
其中，所述盖设计成在组装好时仅接合所述电池托盘，其中所述外部支撑结构和所述底板直接接合或直接抵接所述电池托盘，使得所述盖能够与所述外部支撑结构和所述底板保持间隔开。
2.根据权利要求1所述的电池外壳，其中，所述电池托盘的所述凸起表面特征包括实心梁。
3.根据权利要求1所述的电池外壳，其中，所述底板、所述外部支撑结构、所述电池托盘和/或所述盖中的至少一者由复合材料构成。
4.根据权利要求1所述的电池外壳，其中，所述盖的上表面联接到车辆底盘。
5.根据权利要求1所述的电池外壳，其中，所述外部支撑结构包括在相邻的线性梁之间的至少一个拐角连接节点。
6.根据权利要求5所述的电池外壳，其中，所述拐角连接节点具有弧形表面。
7.根据权利要求1所述的电池外壳，其中，各个单元均包括多个对称单元。
8.根据权利要求1所述的电池外壳，其中，在所述盖和所述电池托盘之间形成密封件。
9.根据权利要求1所述的电池外壳，其中，在所述电池托盘和所述外部支撑结构之间形成密封件。
10.根据权利要求1所述的电池外壳，其中，在所述外部支撑结构和所述底板之间形成密封件。
11.根据权利要求1所述的电池外壳，其中，所述外部支撑结构的凸缘向外延伸第一距离，并且所述电池托盘的凸缘向外延伸第二距离。
12.根据权利要求11所述的电池外壳，其中，所述第一距离大于所述第二距离。
13.根据权利要求1所述的电池外壳，其中，所述盖与所述电池托盘的所述凸起表面特征接合以形成至少一个闭合体积单元。
14.根据权利要求1所述的电池外壳，其中，所述外部支撑结构形成承载结构。
15.根据权利要求14所述的电池外壳，其中，所述承载结构的上表面接合所述电池托盘的凸缘的下表面。
16.根据权利要求1所述的电池外壳，其中，所述盖、所述电池托盘、所述外部支撑结构和所述底板中的每一个均形成为六边形。
17.根据权利要求16所述的电池外壳，其中，所述电池外壳的前部边缘和后部边缘是平行的。
18.根据权利要求16所述的电池外壳，其中，所述电池外壳的前部边缘的长度小于所述电池外壳的后部边缘的长度。
19.根据权利要求16所述的电池外壳，其中，所述外部支撑结构的凸缘从所述电池外壳的仅五个侧部延伸。
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