CN114537114A - 电池组安装结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电池组安装结构。所述安装结构包括电池组和托架，所述电池组具有多个电池模块，所述托架位于被分隔的电池组处并允许电池模块安装在其中。安置部分形成在车身中以限定用于将电池组容纳在其中的空间。下方罩位于电池组的下表面上，散热器联接至托架以面对电池模块的横向侧表面并限定冷却水流过的流动路径。

Description

电池组安装结构
技术领域
本发明涉及一种电池组安装结构，更具体地涉及一种包括安置部分和下方罩的电池组安装结构，所述安置部分形成在车身中，包括多个电池模块的电池组位于安置部分中，所述下方罩包围电池模块并固定至车身。
背景技术
通常，电动车辆通过使用电池中储存的电力驱动电机而不使用燃料来行驶。由于电动车辆使用电池作为动力源而不是汽油或柴油，从而不会产生污染，且噪音低，因此全球正在努力使电动车辆商业化。另外，由于电动车辆中设置的电池存在容量或尺寸受限等问题，因此电池包括多个模块，每个模块包括多个电池单元。
将待安装在电动车辆中的多个电池模块安装在电池组中，电池座盘安装在车辆的内底上。传统的电池座盘仅用作安装多个电池的简单座盘，无法实现电池的稳定安装和散热。
因此，能够实现电池的稳定安装和散热的车辆电池座盘的必要性增加。此外，在安装于车辆上表面上的传统电池组的情况下，由于电池组的体积与车辆上表面的面积之比较低，因此存在电池模块数量受限的问题。
公开于该部分的上述信息仅仅旨在加深对发明背景的理解，因此其可能包括的信息并不构成在本国已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明致力于解决与现有技术相关的上述问题。本发明的目的是提供一种电池组安装结构，其构造成包括安置部分和下方罩，所述安置部分形成在车身的下表面中，所述下方罩以与电池组下表面接触的状态固定至车身，使电池模块的体积与下表面的面积之比最大化。本发明的另一个目的是提供一种电池组安装结构，其构造成通过与车身下端一体形成的安置部分将电池组一体地固定至车身。
本发明的目的不限于上述目的，以上未提及的本发明的其他目的将从以下优选实施方案的描述中清楚地理解，并从本发明的示例性实施方案中变得显而易见。本发明的上述目的和其他目的通过权利要求中公开的手段及其组合来实现。
在一个方面，本发明提供一种电池组安装结构，其包括电池组，所述电池组具有多个电池模块；托架，所述托架位于被分隔的电池组处并允许电池模块安装在其中；安置部分，所述安置部分形成在车身中以限定用于将电池组容纳在其中的空间；下方罩，所述下方罩位于电池组下表面上；和散热器，所述散热器联接至托架以面对电池模块的横向侧表面并限定冷却水流过的流动路径。
在示例性实施方案中，电池组可包括安装部分，该安装部分通过下方罩和安置部分固定至车身。安装结构可进一步包括位于托架和电池模块之间的散热粘合剂。散热器可包括入口和出口，冷却水通过所述入口引入，已经进行热交换的冷却水通过所述出口排出，所述入口和所述出口在电池组的同一表面中形成。
此外，电池组可包括板，电池模块设置在板的上表面和下表面上。散热器可包括中心流动路径，并且电池模块之间的一部分托架与中心流动路径连通。安置部分可形成在车身的下表面中。
安装结构可进一步包括设置在电池组至少一端的电子元件单元。另外，安装结构可包括设置在下方罩和车身之间的密封构件。托架可以构造成具有H型梁的形式。
托架可以具有在散热器中形成流动路径的流动路径，并且托架中的流动路径可包括上部流动路径和下部流动路径，所述上部流动路径形成在H型梁的上部中，冷却水通过所述上部流动路径引入，所述下部流动路径形成在H型梁的下部中，冷却水通过所述下部流动路径排出。安装结构可进一步包括设置在托架和电池模块之间的散热粘合剂。
附图说明
现在将参照由所附附图显示的本发明的示例性实施方案来详细地描述本发明的以上及其它特征，这些附图在下文中仅以图解的方式给出，因而对本发明是非限制性的，在这些附图中：
图1为根据本发明示例性实施方案的电池组安装结构的立体图；
图2为根据本发明示例性实施方案的电池组的立体图；
图3为根据本发明示例性实施方案的电池组的分解立体图；
图4为根据本发明示例性实施方案的电池组安装结构的托架的侧截面图；
图5为示出根据本发明示例性实施方案的电池组安装结构中冷却水流动路径的视图；以及
图6为根据本发明示例性实施方案的下方罩的联接结构的立体图。
应了解，附图并不必须按比例绘制，其示出了某种程度上经过简化了的本发明的基本原理的各个特征。在此所公开的本发明的特定的设计特征，包括例如特定的尺寸、定向、位置和形状，将部分地由特定目的的应用和使用环境加以确定。在这些图形中，附图标记在贯穿附图的多幅图形中指代本发明的同样的或等同的部件。
具体实施方式
下面将参考所附附图对本发明的示例性实施方案进行具体描述。可以将本发明的示例性实施方案修改为各种形式，并且本发明的范围不应被解释为限于以下示例性实施方案。提供这些示例性实施方案是为了使本发明详尽且完整，并将本发明的范围充分传达给本领域技术人员。
应当理解，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、燃油插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。
尽管将示例性实施方案描述为使用多个单元来进行示例性过程，但是应当理解，示例性过程也可以由一个或多个模块来进行。另外，应当理解，术语控制器/控制单元是指包括存储器和处理器的硬件设备，并且被具体编程以执行本文所描述的过程。存储器被配置为存储模块，并且处理器被具体配置为执行所述模块以进行一个或多个过程，这将在下面进一步描述。
本文所使用的术语仅为了描述特定实施方案的目的，并不旨在限制本发明。除非上下文中清楚做出相反表示，如本文所使用的单数形式“一”和“一个”和“该”旨在也包括复数形式。应当进一步了解，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一种或多种其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或添加。如本文所使用的术语“和/或”包括列出的相关项目的一个或多个的任何和全部组合。
除非特别说明或从上下文中显而易见，否则如本文所用，术语“约”理解为在本领域的正常公差范围内，例如均值的2个标准偏差内。“约”可以理解为在所述值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％内。除非上下文明确说明，本文所提供的所有数值通过术语“约”进行修改。
术语“部件”、“单元”或“模块”是指用于执行至少一个功能或动作的单元，并且可以由硬件或硬件的组合来实现。在本说明书中，术语“板”是指在托架之间安置电池模块的底面，并且可以理解为包括托架的所有水平平坦表面，每个托架都具有H型梁的形状。
下面将参考所附附图对本发明的实施方案进行具体描述。在参考附图的说明中，相同或等同的元件可以由相同的附图标记表示，并且不再重复对其的描述。
本发明涉及电池组100的安装结构。优选地，根据本发明的电池组100的安装结构可包括电池组100和安置部分210，所述电池组100具有多个电池模块110，每个电池模块110包括彼此竖直堆叠的多个电池单元，所述安置部分210形成在车身200的后表面中并且其中安装有电池组100。
根据本发明的电池组100可包括多排电池模块110，其在纵向方向上相对于电池组100的中心对称地布置在同一平面中。此外，电池模块可以设置在电池组100的板上和板下。
图1为根据本发明示例性实施方案的电池组100的安装结构的立体图。如图所示，电池组100可包括位于车辆后表面上的安置部分210。电池组100在竖直方向上的至少一部分可装配至安置部分210中，并且下方罩300可联接至电池组100的一个表面以密封电池组100。
安置部分210可以一体地形成在车身200中，并且可以被下压使得电池组100的至少一部分竖直地装配至其中。优选地，安置部分210可以在其底面上设置有与电池组100的上表面相同的图案(pattern)，以用作电池组10的座盘。因此，当电池组100安置在安置部分210中时，电池模块110可以至少部分地装配至具有预定图案的安置部分210中。
电池组100可包括多个电池模块110和托架120，每个电池模块110包括在高度或竖直方向上彼此堆叠的多个电池单元，电池模块110通过所述托架120在纵向方向上排列成多排。优选地，托架120可以位于电池组100的板的上表面和下表面上以将电池模块110装配在托架120之间。
根据本发明的示例性实施方案，位于安装在车身200上的电池组100中的电池模块110可以以2xN矩阵图案布置，并且可以位于板的上表面和下表面上。散热器130可以设置为面对电池模块110的横向侧表面，并且可以具有中心流动路径，该中心流动路径在纵向方向上位于电池组100的中心。中心流动路径可包括上部流动路径121和下部流动路径122，它们设置为面对电池模块110的横向侧表面，在电池模块110之间设置有托架120，从而使从车辆引入的冷却水流动接近电池模块110。优选地，与冷却水入口连通的中心流动路径可以连接至托架120中的上部流动路径121，并且从托架120中的下部流动路径122排出的冷却水可以通向与出口连通的另一中心流动路径。
散热器130可以位于板上和板下以对应于电池模块110的横向侧表面。优选地，在托架120中形成的流动路径可以定位成对应于各个电池模块110。每个托架120可以形成为具有H型梁的形状，并且在托架120中形成的流动路径可以形成为具有H型梁的形状，可以分为上部流动路径和下部流动路径。在具有H型梁形状的托架120的上部中形成的上部流动路径121可以使通过位于电池组100中心的中心流动路径引入的冷却水流至托架120。同时，在具有H型梁形状的托架120的下部中形成的下部流动路径122可以使引入至托架120的上端的冷却水通过中心流动路径排出。因此，引入至托架120中的冷却水可以被引入至在托架120的上部中形成的上部流动路径121中以与电池模块110进行热交换，然后可以通过下部流动路径122被引入至中心流动路径中。
在托架120中形成的上部流动路径121和下部流动路径122可以在电池模块110的端部处彼此连接以允许流体从中流过，从而使得上部流动路径中的冷却水自由地流至下部流动路径122。优选地，上部流动路径121可以在宽度方向上从电池组100的中心朝向端部向下倾斜移动，而下部流动路径122可以在宽度方向上从电池组100的端部朝向中心向下倾斜移动。
散热器130可以构造成将托架120设置在电池模块110之间并且使得电池模块110通过在托架120中形成的上部流动路径121和下部流动路径122进行热交换。优选地，从位于车辆中的冷却水储存器引入的冷却水可以通过位于电池组100一端的入口流至电池组100，并且可以通过位于邻近入口的一端的出口排放至冷却水储存器中。
以流体连通方式连接至入口的中心流动路径和以流体连通方式连接至出口的中心流动路径可以由相同的流动路径或彼此隔离的不同流动路径组成。在电池组100的一个表面与车辆的下方罩300接触的状态下，电池组100可以被紧固至车身200。优选地，车辆的下方罩300可以构造成包围车辆的后表面，并且可包括适于将电池组100保持在车身200和下方罩300之间的密封构件。
下方罩300具有形成在对应于安装部分140的位置处的固定孔410和通过固定孔410和安装部分140固定至车身200的固定销400。因此，车身200、电池组100和下方罩300可以彼此一体地固定。
图2为根据本发明示例性实施方案的电池组100的立体图。图3为电池组100的分解立体图。电池组100可包括包含电池模块110的板和设置在电池模块110之间并垂直于板延伸的托架120。每个托架120可包括上部流动路径121和下部流动路径122，它们以流体连通的方式彼此连接以允许车辆中的冷却水沿电池模块110的纵向方向流动。
根据本发明的示例性实施方案，电池模块110可以位于板上和板下，并且可以将十二个电池模块110设置在托架120中。电池组100可包括两排电池模块110。电池组100可以在其一端设置有电子元件单元170，并且低压线束可以设置在电子元件单元170和电池模块110之间以将电子元件单元170电连接至电池模块110。电子元件单元170可以固定至电池组100的纵向方向的一端，并且可以设置在两排托架120中的至少一排中，在该至少一排中没有设置电池模块110。根据本发明的示例性实施方案，电子元件单元170可包括电池管理系统(BMS)、功率继电器组件、保险丝等。
此外，汇流条可以通过激光焊接联接至电池模块110的两个横向侧，并且感测块可以位于汇流条的外部或电池模块110的与汇流条相邻的端部。电池模块110可以位于彼此相邻布置的托架120之间。散热粘合剂150可以位于托架120的内表面和电池模块110之间。因此，由于托架120和电池模块110通过散热粘合剂150彼此进行热交换，所以提高了热传导效率。
呈半固态的散热粘合剂150可以施加至托架120的底面和横向侧表面以将形成电池模块110的电池单元固定至托架120。根据本发明的示例性实施方案，散热粘合剂150可以由双组分树脂构成，并且可以包括作为主要材料的氧化铝(其为导热材料)和硬化剂。
可以进行施加散热粘合剂150然后堆叠电池模块110的过程，使得散热粘合剂150施加至托架120的内表面并且电池单元倾斜地或水平地堆叠。或者，可以进行以下过程：将散热粘合剂施加至托架120的内表面，将引导膜提供给散热粘合剂，将形成电池模块110的电池单元布置在散热粘合剂上，然后去除引导膜。
堆叠在托架120中的电池模块110的暴露表面可以设置有用于吸收由于电池膨胀引起的反作用力的垫。暴露于电池组100的板的上表面和下表面的电池模块110中的至少一个可以设置有垫。
安装部分140可以位于电池组100的两端。优选地，安装部分140可以位于电池模块110之间。安装部分140可以在与在车辆的下方罩300中形成的固定孔410对应的位置处形成。每个安装部分140可以在其中具有孔。即，孔可以形成为穿过每个安装部分140的上端和下端中的每一个。因此，在电池组100安置在车身200上之后，下方罩300中的固定孔410可以移动到对应于安装部分140的位置，并且固定销400可以紧固至车身200上，从而将下方罩300、电池组100和车身20彼此一体地联接。
图4为构成根据本发明示例性实施方案的散热器130的托架120的侧截面图。图5为示出流过托架120的冷却水的流动的视图。每个托架120可以构造成具有H型梁的形状，并且可以在其中具有上部流动路径121和下部流动路径122。
托架120中的上部流动路径121在竖直方向上可以位于板上，而下部流动路径122在竖直方向上可以位于板下。上部流动路径121可以连接至位于电池组100中心的中心流动路径和入口，所述入口位于电池组100的一端并且冷却水通过该入口引入，而下部流动路径121可以连接至与入口相邻设置的出口。
上部流动路径121和下部流动路径122可以在托架120远离电池组100中心的端部处以流体连通的方式彼此连接。上部流动路径121和下部流动路径122可以通过托架120的上开口端和下开口端以流体连通的方式彼此连接。换言之，通过入口引入的冷却水通过中心流动路径流入上部流动路径121，并且上部流动路径121中的冷却水由于重力或流体压力而流入下部流动路径122，然后通过连接至下部流动路径122的另一中心流动路径排出。
如图5所示，通过入口引入的冷却水在电池组100的纵向方向上通过电池组100中心的中心流动路径流动，并流入托架120中面对电池模块110的上部流动路径121。引入上部流动路径121中的冷却水在托架120的端部流入下部流动路径122，并通过下部流动路径122和电池组100的中心流动路径从出口排出。根据本发明示例性实施方案的托架120保持单个电池模块110并在宽度方向上提供电池组100的刚度，并且可以包括形成散热器130的流动路径。
图6为示出根据本发明示例性实施方案的下方罩300的构造的视图，该下方罩300联接至车身200。如图所示，安置部分210可以形成在车身200的下表面中，并且下方罩300可以联接至车身200的下表面以包围安置部分210。
下方罩300可以定位成完全包围电池组100的外围并且包围车身200的下表面的至少一部分。下方罩300可包括用于下方罩300和车身200之间的防振和防水的密封构件220。优选地，为了将下方罩300联接至车身200，可以首先将电池组100安置在下方罩300的上表面上，然后包括电池组100的下方罩300可以一体地联接至车身200。
下方罩300可包括对应于电池组100的下表面的图案，并且电池组100可以位于下方罩300的上表面上，使得固定孔410对应于安装部分140。具体地，为了将电池组100固定至车身200，电池组100可以固定至下方罩300，并且包括固定至其上的电池组100的下方罩300可以一体地联接至车身200。此时，固定销400可插入下方罩300中的固定孔410中，从而将车身200、电池组100和下方罩300彼此一体地联接。
通过示例性实施方案的上述构造及其组合，本发明提供了以下效果。根据本发明示例性实施方案的电池组安装结构能够以电池组的体积与车身面积的较高之比将电池组安装至车身。此外，根据本发明示例性实施方案的电池组安装结构能够将电池组安装在车身的下表面上，从而使得组装过程方便。
参考本发明的示例性实施方案详细描述了本发明。然而，本领域技术人员将理解，可以在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些示例性实施方案进行改变，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种电池组安装结构，其包括：
电池组，所述电池组包括多个电池模块；
托架，所述托架位于被分隔的电池组处并允许电池模块安装在所述托架中；
安置部分，所述安置部分形成在车身中以限定用于容纳电池组的空间；
下方罩，所述下方罩位于电池组的下表面上；和
散热器，所述散热器联接至托架以面对电池模块的横向侧表面并限定冷却水流过的流动路径。
2.根据权利要求1所述的电池组安装结构，其中，所述电池组包括安装部分，所述安装部分通过所述下方罩和所述安置部分固定至车身。
3.根据权利要求1所述的电池组安装结构，其进一步包括位于所述托架和所述电池模块之间的散热粘合剂。
4.根据权利要求1所述的电池组安装结构，其中，所述散热器包括入口和出口，冷却水通过所述入口引入，已经进行热交换的冷却水通过所述出口排出，所述入口和所述出口在电池组的同一表面中形成。
5.根据权利要求1所述的电池组安装结构，其中，所述电池组包括板，所述电池模块设置在所述板的上表面和下表面上。
6.根据权利要求5所述的电池组安装结构，其中，所述散热器包括中心流动路径，并且所述电池模块之间的一部分托架与所述中心流动路径连通。
7.根据权利要求1所述的电池组安装结构，其中，所述安置部分形成在车身的下表面中。
8.根据权利要求1所述的电池组安装结构，其进一步包括设置在电池组至少一端的电子元件单元。
9.根据权利要求1所述的电池组安装结构，其进一步包括设置在下方罩和车身之间的密封构件。
10.根据权利要求1所述的电池组安装结构，其中，所述托架形成为H型梁。
11.根据权利要求10所述的电池组安装结构，其中，所述托架具有形成散热器中的流动路径的流动路径，并且托架中的流动路径包括上部流动路径和下部流动路径，所述上部流动路径形成在H型梁的上部中，冷却水通过所述上部流动路径引入，所述下部流动路径形成在H型梁的下部中，冷却水通过所述下部流动路径排出。
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