CN115939624A - 牵引电池固定总成和方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了“牵引电池固定总成和方法”。一种电池组总成除其他之外包括托盘；盖，所述盖固定到所述托盘以提供具有内部的外壳；至少一个电池模块，所述至少一个电池模块设置在所述内部内；横梁，所述横梁邻近所述至少一个电池模块设置在所述内部内；以及支柱，所述支柱固定到所述横梁。所述支柱完全设置在所述内部内。所述总成还包括紧固件，所述紧固件延伸穿过所述盖中的开口以接合所述支柱。

Description

牵引电池固定总成和方法

技术领域

本公开总体上涉及固定牵引电池的部分，并且更具体地涉及固定 外壳的相对于外壳内的部件的区域。

背景技术

电动化车辆不同于常规机动车辆，因为电动化车辆可以使用由牵 引电池供电的一个或多个电机来驱动。作为内燃发动机的替代或补 充，电机可以驱动电动化车辆。示例性电动化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)。

发明内容

根据本公开的示例性方面的一种电池总成除其他之外包括托盘； 盖，所述盖固定到所述托盘以提供具有内部的外壳；至少一个电池模 块，所述至少一个电池模块设置在所述内部内；横梁，所述横梁邻近 所述至少一个电池模块设置在所述内部内；以及支柱，所述支柱固定 到所述横梁。所述支柱完全设置在所述内部内。所述总成还包括紧固 件，所述紧固件延伸穿过所述盖中的开口以接合所述支柱。

在前述总成的另一个示例中，所述紧固件螺纹地接合所述支柱。

在前述总成中的任一个的另一个示例中，所述支柱具有螺纹孔。 当螺纹地接合所述支柱时，所述紧固件被接纳在所述螺纹孔内。

在前述总成中的任一个的另一个示例中，所述支柱的任何部分都 不延伸穿过所述盖中的所述开口。

在前述总成中的任一个的另一个示例中，所述支柱螺纹地接合所 述横梁。

在前述总成中的任一个的另一个示例中，所述支柱包括内部驱动 器。

在前述总成中的任一个的另一个示例中，当所述紧固件接合所述 支柱时，抵靠所述支柱的最上表面夹紧所述盖的一部分。

在前述总成中的任一个的另一个示例中，所述托盘还包括前壁、 后壁和从所述前壁水平地延伸到所述后壁的相对侧壁。所述横梁沿着 横梁轴线在所述托盘的所述相对侧壁之间延伸。

在前述总成中的任一个的另一个示例中，紧固件将所述盖固定到 所述托盘。所述紧固件围绕所述外壳的周边周向地分布。

在前述总成中的任一个的另一个示例中，所述支柱固定到所述横 梁的面向上的表面。

前述总成中的任一个的另一个示例包括由所述紧固件压缩的密 封垫圈。

在前述总成中的任一个的另一个示例中，所述盖是铝，并且所述 支柱是钢。

一种固定牵引电池组的部分的方法除其他之外包括将所述牵引 电池组的部件容纳在所述牵引电池组的外壳的内部内，并且将支柱固 定到所述内部内的横梁。所述方法还包括使用紧固件将所述外壳的盖 固定到所述支柱，所述紧固件延伸穿过所述盖中的开口。当将所述盖 固定到所述支柱时，所述支柱完全设置在所述内部内。

在前述方法的另一个示例中，所述支柱螺纹地接合所述横梁。

在前述方法中的任一个的另一个示例中，所述紧固件螺纹地接合 所述支柱。

在前述方法中的任一个的另一个示例中，所述支柱的任何部分都 不延伸穿过所述开口。

前述方法中的任一个的另一个示例包括将所述盖夹在所述支柱 和所述紧固件之间。

前述方法中的任一个的另一个示例包括当将所述支柱固定到所 述横梁时使所述支柱的内部驱动器与扭矩工具接合。

在前述方法中的任一个的另一个示例中，所述支柱固定到所述横 梁的面向上的表面。

附图说明

根据具体实施方式，所公开示例的各种特征和优点对于本领域技 术人员而言将变得显而易见。随附于具体实施方式的附图可简要地描 述如下：

图1示出了电动化车辆的侧视图。

图2示出了来自图1的电动化车辆的电池组的示意图，其中外壳 的所选择部分被移除以显示外壳内部的电池模块和横梁。

图3示出了将外壳联接到横梁中的一个的总成的特写截面视图。

图4示出了来自图3的截面的透视图。

图5示出了来自图3的截面的另一个透视图。

图6示出了来自图3的总成的支柱的透视图。

图7示出了在图6中的线7–7处截取的截面视图。

具体实施方式

电动化车辆包括至少一个牵引电池组。本公开涉及固定牵引电池 组的部分。

典型牵引电池组包括具有内部的外壳。许多部件保持在内部内。 固定外壳的部分可有助于减少与外壳相关联的噪音、振动和粗糙性 (NVH)问题。

参考图1，在示例性非限制实施例中，电动化车辆10包括为电 机18供电的牵引电池组14。电动化车辆10还包括由电机18驱动的 车轮22。电池组14可为电机18供电，所述电机将电力转换为扭矩 以驱动车轮22。电池组14可以是相对高压电池。

在示例性实施例中，电池组14固定到电动化车辆10的车身底部 26。在其他示例中，电池组14可位于电动化车辆10的其他地方。电 池组14可使用例如条带和机械紧固件固定到车身底部26。

电动化车辆10是纯电动车辆。在其他示例中，电动化车辆10是 混合动力电动车辆，其选择性地使用由内燃发动机(替代电机或者是 对电机的补充)提供的扭矩来驱动车轮。一般而言，电动化车辆10可 以是具有牵引电池组的任何类型的车辆。

现在参考图2，同时继续参考图1，电池组14包括容纳电池模块 34的外壳30。

在示例性非限制性实施例中，外壳30包括托盘38和盖42。盖 42固定到托盘38以提供内部36。电池模块34与其他部件一起位于 内部36内。盖42、托盘38或两者可以是聚合物或基于聚合物的材 料。

多个机械紧固件40围绕电池组14的周边分布。机械紧固件40 将托盘38的凸缘固定到盖42的凸缘。

可在紧固件40与内部36之间提供密封接口。紧固件40设置在 密封接口的外部。也就是说，当盖42固定到托盘38时，围绕内部 36的周边保持周向连续的密封。

示例性托盘38包括底板46、前壁50、后壁52和从前壁水平地 延伸到后壁52的相对侧壁54。出于本公开的目的，竖直和水平是参 考地面的并且是电动化车辆10在操作期间的正常取向。前向和后向 也参考电动化车辆10的取向，也就是说，前壁50比后壁52更靠近 电动化车辆10的前部56。而且，后壁52比前壁50更靠近电动化车 辆10的后部58。

多个横梁62设置在外壳30的内部36内。横梁62各自沿着相应 的横梁轴线纵向地延伸，所述相应的横梁轴线沿车辆横向方向并且沿 垂直于图2中的页面的平面延伸。在示例性实施例中，横梁62从侧 壁54中的一个延伸到相对的侧壁54。也就是说，在示例性实施例中， 横梁62直接接触两个侧壁54。

横梁62各自彼此间隔开一定距离并且与托盘38的前壁50和后 壁52两者间隔开一定距离。横梁62增强电池组14的结构完整性。 在示例性实施例中，横梁62还用于在电池模块34相对于托盘38的 底板46升高的位置处支撑电池模块34。

在示例性实施例中，电池模块34布置成四行R1、R2、R3和R4。 R1在行R2至行R4的前方。R2在行R3和行R4的前方。R3在行 R4的前方。沿着电动化车辆10的纵向轴线，横梁62中的一个用于 支撑行R1和行R2中的电池模块34。横梁62中的另一个用于支撑行 R2和行R3中的电池模块34。其余横梁62用于支撑行R3和行R4 中的电池模块34。

其他示例性电池组可包括电池模块和横梁的其他布置。另一电池 组可例如包括多于四行的电池模块。又一个电池组可包括多于一个竖 直层的电池模块。

外壳30的跨越长路线而不固定到另一结构的区域可能比外壳30 的其他区域更容易出现NVH问题。固定外壳30的区域还可以帮助外 壳30承受内部36内的压力增加。然而，添加紧固件以提供期望的固 定可能会引入通向内部36的泄漏路径。

在示例性实施例中，多个紧固件66将盖42固定到内部36内的 相应支柱70。将盖42固定到支柱70可减小盖42所跨越的距离，因 此有助于缓解与盖42相关联的NVH问题并且有助于承受内部36内 的较高的压力。特别地，减小盖42需要跨越的距离可增加盖42的局 部频率模式并防止盖42下垂。

现在参考图3至图7并且继续参考图1和图2，在示例性实施例中，支 柱70固定到横梁62。特别地，支柱70螺纹地接合横梁62并且被接纳在横 梁62的孔74内。孔74通向横梁62的面向上的表面78。支柱70固定到面 向上的表面78。在该示例中，支柱70包括螺纹形成螺纹，当支柱70向下 扭转时，螺纹形成螺纹在横梁62内形成螺纹。在另一个示例中，孔74可以在接纳支柱70之前形成螺纹。

为了螺纹地固定支柱70，支柱70包括内部驱动器80。在将盖 42固定到托盘38之前，可以使用扭矩工具将支柱70向下扭转到横 梁62，直到支柱70的下肩部82抵靠在横梁62的面向上的表面78 之上。然后可以将盖42放置在托盘38上，使得盖42搁置在支柱70 的上表面86上。

在该示例中，上表面86是支柱70的竖直最上表面。竖直是参考 地面和车辆10内的电池组14在操作期间的通常取向。支柱70被生 产成使得上表面86和下肩部82具有高度的平行性，这可以促进适当 地定位盖42。

在放置盖42之后，将紧固件66插入穿过盖42中的开口90并向 下扭转以螺纹地接合支柱70内的螺纹孔74。盖42加强件102可以 围绕开口90设置并且直接固定到盖42。盖加强件102可以有助于加 强盖42与紧固件66对接的区域。

当紧固件66向下扭转时，紧固件66的头部106抵靠支柱70的 上表面86夹紧垫圈110、盖加强件102和盖42。盖42夹在头部106 与支柱70的上表面86之间。

垫圈110是具有基于聚合物的部分的密封垫圈。当垫圈98被压 缩时，基于聚合物的部分特别有助于密封紧固件66与盖加强件102 之间的接口。

值得注意的是，支柱70的任何部分都不延伸穿过盖42中的开口 90。也就是说，支柱70完全包含在内部36内。这可以减少需要密封 的接口的数量，以便阻止气体和污染物流过内部36与电池组14外部 的区域之间的开口90。此外，紧固件66和支柱70基本上与车辆10的车身底部26隔离。

在该示例中，支柱70是钢，并且外壳30的盖42是铝。

所公开示例的特征包括减少盖或外壳的其他区域的下垂，所述下 垂可能导致外壳不期望地接触外壳内的部件。另一个特征是增强电池 组外壳的压力承载能力，而无需增加盖和托盘的厚度。

先前描述在本质上是示例性的而非限制性的。对所公开的示例作 出的变化和修改对于本领域技术人员而言可能变得显而易见，所述变 化和修改不一定脱离本公开的本质。因此，赋予本公开的法律保护范 围只能通过研究所附权利要求来确定。

Claims (15)

1.一种牵引电池总成，其包括：

托盘；

盖，所述盖固定到所述托盘以提供具有内部的外壳；

至少一个电池模块，所述至少一个电池模块设置在所述内部内；

横梁，所述横梁邻近所述至少一个电池模块设置在所述内部内；

支柱，所述支柱固定到所述横梁，所述支柱完全设置在所述内部内；以及

紧固件，所述紧固件延伸穿过所述盖中的开口以接合所述支柱。

2.如权利要求1所述的牵引电池总成，其中所述紧固件螺纹地接合所述支柱，并且可选地，其中所述支柱具有螺纹孔，其中当螺纹地接合所述支柱时，所述紧固件被接纳在所述螺纹孔内。

3.如权利要求1所述的牵引电池总成，其中所述支柱的任何部分都不延伸穿过所述盖中的所述开口。

4.如权利要求1所述的牵引电池总成，其中所述支柱螺纹地接合所述横梁，并且可选地，其中所述支柱包括内部驱动器。

5.如权利要求1所述的牵引电池总成，其中当所述紧固件接合所述支柱时，抵靠所述支柱的最上表面夹紧所述盖的一部分。

6.如权利要求1所述的牵引电池总成，其中所述托盘还包括前壁、后壁和从所述前壁水平延伸到所述后壁的相对侧壁，其中所述横梁沿着横梁轴线在所述托盘的所述相对侧壁之间延伸。

7.如权利要求1所述的牵引电池总成，其中多个紧固件将所述盖固定到所述托盘，所述多个紧固件围绕所述外壳的周边周向地分布。

8.如权利要求1所述的牵引电池总成，其中所述支柱固定到所述横梁的面向上的表面。

9.如权利要求1所述的牵引电池总成，其还包括由所述紧固件压缩的密封垫圈。

10.如权利要求1所述的牵引电池总成，其中所述盖是铝，并且所述支柱是钢。

11.一种固定牵引电池组的部分的方法，其包括：

将所述牵引电池组的部件容纳在所述牵引电池组的外壳的内部内；

将支柱固定到所述内部内的横梁；以及

使用紧固件将所述外壳的盖固定到所述支柱，所述紧固件延伸穿过所述盖中的开口，当将所述盖固定到所述支柱时，所述支柱完全设置在所述内部内。

12.如权利要求11所述的方法，其中所述支柱螺纹地接合所述横梁，并且可选地，所述方法还包括在将所述支柱固定到所述横梁时将所述支柱的内部驱动器与扭矩工具接合。

13.如权利要求11所述的方法，其中所述紧固件螺纹地接合所述支柱。

14.如权利要求11所述的方法，其中所述支柱的任何部分都不延伸穿过所述开口，并且可选地，其中所述支柱固定到所述横梁的面向上的表面。

15.如权利要求11所述的方法，其还包括将所述盖夹在所述支柱与所述紧固件之间。

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