CN116247267A - 具有分隔板材的牵引电池总成 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了“具有分隔板材的牵引电池总成”。一种牵引电池总成除了其他之外包括热交换板、电池阵列、在所述热交换板和所述电池阵列之间的热界面材料以及在所述热交换板和所述电池阵列之间的分隔板材。所述分隔板材与所述热界面材料直接接触。

Description

具有分隔板材的牵引电池总成
技术领域
本公开总体上涉及维修牵引电池，并且更特别地涉及在维修期间使电池阵列与热交换板分离。
背景技术
电动化车辆不同于常规的机动车辆，因为电动化车辆使用由牵引电池供电的一个或多个电机来选择性地驱动。电机可代替内燃发动机或作为内燃发动机的补充来驱动电动化车辆。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
在一些方面，本文所述的技术涉及一种牵引电池总成，其包括：热交换板；电池阵列；在所述热交换板和所述电池阵列之间的热界面材料；以及在所述热交换板和所述电池阵列之间的分隔板材，所述分隔板材与所述热界面材料直接接触。
在一些方面，本文所述的技术涉及一种牵引电池总成，其中所述热界面材料与所述热交换板直接接触，其中所述分隔板材夹在所述热界面材料和所述电池阵列之间。
在一些方面，本文所述的技术涉及一种牵引电池总成，其中所述分隔板材在所述电池阵列的竖直下方，其中所述分隔板材在所述热界面材料和所述热交换板的竖直上方。
在一些方面，本文所述的技术涉及一种牵引电池总成，其中所述热界面材料的第一侧粘附到所述分隔板材，并且所述热界面材料的相对的第二侧粘附到所述热交换板。
在一些方面，本文所述的技术涉及一种牵引电池总成，其中所述热界面材料与所述电池阵列直接接触，其中所述分隔板材夹在所述热界面材料和所述热交换板之间。
在一些方面，本文所述的技术涉及一种牵引电池总成，其中所述分隔板材在所述电池阵列和所述热界面材料的竖直下方，其中所述分隔板材在所述热交换板的竖直上方。
在一些方面，本文所述的技术涉及一种牵引电池总成，其中所述热界面材料的第一侧粘附到所述电池阵列，并且所述热界面材料的相对的第二侧粘附到所述分隔板材。
在一些方面，本文所述的技术涉及一种牵引电池总成，其中所述分隔板材是聚合物基膜。
在一些方面，本文所述的技术涉及一种牵引电池总成，其中所述分隔板材是聚对苯二甲酸乙二醇酯板材。
在一些方面，本文所述的技术涉及一种牵引电池总成，其中所述热界面材料是液体热界面材料。
在一些方面，本文所述的技术涉及一种牵引电池总成，其中所述热界面材料是热界面材料垫。
在一些方面，本文所述的技术涉及一种牵引电池总成，围绕所述热界面材料的整个圆周周边，所述分隔板材的周边区域延伸超过所述热界面材料的周边。
在一些方面，本文所述的技术涉及一种牵引电池总成，其中所述分隔板材是夹在所述电池阵列和所述热界面材料之间的第一分隔板材，并且所述牵引电池总成还包括夹在所述热界面材料和所述热交换板之间的第二分隔板材。
在一些方面，本文所述的技术涉及一种组装牵引电池总成的方法，其包括：使用分隔板材来防止热界面材料直接结合到电池阵列或热交换板。
在一些方面，本文所述的技术涉及一种方法，其中所述热界面材料结合到所述热交换板，并且使用所述分隔板材来防止所述热界面材料结合到所述电池阵列。
在一些方面，本文所述的技术涉及一种方法，其中所述热界面材料结合到所述电池阵列，并且所述方法还包括使用所述分隔板材来防止所述热界面材料结合到所述热交换板。
在一些方面，本文所述的技术涉及一种方法，其中所述分隔板材是夹在所述电池阵列和所述热界面材料之间的第一分隔板材，并且所述方法还包括使用夹在所述热界面材料和所述热交换板之间的第二分隔板材来防止所述热界面材料直接结合到所述热交换板。
在一些方面，本文所述的技术涉及一种方法，其还包括相对地远离所述热交换板和所述热界面材料移动所述电池阵列，同时所述热界面材料仍保持结合到所述热交换板。
在一些方面，本文所述的技术涉及一种方法，其还包括相对地远离所述热交换板移动所述电池阵列和所述热界面材料，同时所述热界面材料仍保持结合到所述电池阵列。
可以独立地或以任何组合方式采用前述段落、权利要求或以下描述和附图的实施例、示例和替代方案，包括它们的各种方面或相应各个特征中的任何一个。结合一个实施例描述的特征适用于所有实施例，除非此类特征是不兼容的。
附图说明
根据具体实施方式，所公开的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部分的附图可简要地描述如下：
图1示出了用于电动化车辆的动力传动系统的高度示意图。
图2示出了根据本公开的示例性方面的图1的动力传动系统的电池组可定位在电动化车辆内的方式。
图3示出了根据本公开的另一示例性方面的图2的电池组的展开图。
图4示出了图3的电池组的侧视图。
图5示出了根据本公开的另一个示例性实施例的电池组的侧视图。
图6示出了根据本公开的又一个示例性实施例的电池组的侧视图。
具体实施方式
在当前的设计中，热界面材料(TIM)可以夹在电池阵列和热交换板之间。TIM结合到电池阵列和热交换板两者。在维修期间使电池阵列与热交换板分离可能需要切断这些结合中的一个，这可能通过使热交换板弯曲等而使热交换板受损。
本公开详述了便于维修电池组的总成和方法。特别地，分隔板材用于防止TIM结合到电池阵列或热交换板中的一个。这便于维修，并且电池阵列可以与热交换板分离，而不会切断在TIM和热交换板或电池阵列之间的结合。
图1示意性地示出了用于电动化车辆的动力传动系统10。尽管被描绘为混合动力电动化车辆(HEV)，但应理解，本文描述的概念不限于HEV并且可延伸到包括但不限于插电式混合动力电动化车辆(PHEV)、燃料电池车辆(FCV)和电池电动化车辆(BEV)的其他电动化车辆。
在一个实施例中，动力传动系统10是采用第一驱动系统和第二驱动系统的功率分流动力传动系统。第一驱动系统包括发动机14和发电机18(即，第一电机)的组合。第二驱动系统至少包括马达22(即，第二电机)、发电机18和电池组24。在此示例中，第二驱动系统被认为是动力传动系统10的电驱动系统。第一驱动系统和第二驱动系统产生扭矩以驱动电动化车辆的一组或多组车辆驱动轮28。
发动机14(在该示例中为内燃发动机)和发电机18可通过动力传递单元30连接。在一个非限制性实施例中，动力传递单元30为行星齿轮组，所述行星齿轮组包括环形齿轮32、中心齿轮34和齿轮架总成36。当然，可使用其他类型的动力传递单元(包括其他齿轮组和变速器)将发动机14连接到发电机18。
发电机18可由发动机14通过动力传递单元30驱动，以将动能转换为电能。发电机18可替代地用作马达，以将电能转换为动能，从而向连接到动力传递单元30的轴38输出扭矩。因为发电机18操作地连接到发动机14，所以发动机14的转速可由发电机18控制。
动力传递单元30的环形齿轮32可连接到轴40，所述轴通过第二动力传递单元44连接到车辆驱动轮28。第二动力传递单元44可包括具有多个齿轮46的齿轮组。其他动力传递单元也可能是合适的。齿轮46将扭矩从发动机14传递到差速器48，以最终向车辆驱动轮28提供牵引力。差速器48可包括多个齿轮，所述多个齿轮使得能够将扭矩传递到车辆驱动轮28。在该示例中，第二动力传递单元44通过差速器48机械地联接到车桥50，以将扭矩分配给车辆驱动轮28。
马达22(即，第二电机)也可用于通过将扭矩输出到轴52来驱动车辆驱动轮28，所述轴也连接到第二动力传递单元44。在一个实施例中，马达22和发电机18协作作为再生制动系统的一部分，在所述再生制动系统中，马达22和发电机18两者都可用作马达来输出扭矩。例如，马达22和发电机18可以各自向电池组24输出电力。
电池组24是电动化车辆电池总成的示例性类型。电池组24可以具有高电压电池的形式，所述高电压电池能够输出电力来操作马达22和发电机18。电池组24是牵引电池组，因为电池组24可以提供动力来推进车辆驱动轮28。电池组24包括多个电池阵列54。
参考图2至图4，电池组24可固定到电动化车辆58，并且更具体地，固定到电动化车辆58的下侧。在此示例中，电池组24包括保持在由外壳62提供的内部区域内的两个电池阵列54。在其他示例中，电池组24可在外壳62内包括两个以上电池阵列或单个电池阵列。
电池阵列54中的每一个包括多个单独的电池单元64。用于电池阵列54中的每一个的电池单元64沿着相应的阵列轴线AA分布。电池阵列54中每一个的电池单元64保持在端板66之间。示例性电池组24包括单层电池阵列54。可以利用本公开的教导的其他示例性电池组包括多层电池组。
示例外壳62包括盖子68和托盘70。盖子68和托盘70可以是基于聚合物的。替代地，盖子68、托盘70或两者可以是金属或金属合金。
电池组24包括在外壳62内部的热界面材料(TIM)74和热交换板78。在该示例中，TIM 74在电池阵列54中的每一个的下方设置热交换板78上。例如，TIM 74可以是软TIM垫或液体TIM。TIM 74可以符合电池阵列54底部的几何不规则性。这可以帮助避免在电池阵列54和热交换板78之间的气隙。
在该示例中，电池阵列54在操作期间生成热能。TIM 74有助于将热能从电池阵列54传递到热交换板78。这冷却了电池组24的电池阵列54和其他区域。冷却剂可以移动通过热交换板78以接受来自热交换板78的热能。然后，冷却剂可以从热交换板78循环到电池组24外部的散热器。在散热器处，热能可以从冷却剂传递到空气。然后，冷却剂可以再循环回到电池组24。在其他示例中，冷却剂可以循环通过热交换板78以加热而不是冷却电池阵列54。
示例性实施例包括在TIM 74和电池阵列54之间的分隔板材82。TIM 74直接结合到热交换板78。分隔板材82防止TIM 74直接结合到电池阵列54。电池阵列54、TIM 74、热交换板78和分隔板材82一起提供牵引电池总成。
分隔板材82可以是在TIM 74沉积在热交换板78上之后位于热交换板78上的切割板材。TIM 74可以结合到分隔板材82。
然后，电池阵列54竖直地设置在分隔板材82的顶上。出于本公开的目的，竖直是参考地面以及车辆在操作期间的通常取向。值得注意的是，每个分隔板材82至少横向延伸到电池阵列54的周边，以抑制在电池阵列54和TIM 74之间的任何结合。
在该示例中，分隔板材82大于TIM 74。也就是说，围绕在电池阵列54中的一个的下方的TIM 74的整个圆周周边，分隔板材82的周边区域延伸超过TIM 74的周边。
由于分隔板材82，电池阵列54可以远离热交换板78移动，而无需切断在电池阵列54和TIM 74之间的结合。
分隔板材82在电池阵列54和TIM 74之间提供分隔屏障。电池阵列54可以例如从电池组24移除以进行维修，而不会损坏热交换板78或周围结构。然后，TIM 74可以与替换电池阵列一起重复使用。
在该示例中，分隔板材82是聚合物膜板材。分隔板材82可以是例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜，其具有相对高的拉伸强度、尺寸稳定性、低吸湿性。PET膜可以在宽范围的温度环境下保持此类物理性质。在一些示例中，电池单元64是也用PET膜包裹的方形电池单元。
分隔板材82是导热板材。分隔板材82可以包括导电颗粒，诸如陶瓷颗粒，以促进导热性。在一个示例中，分隔板材82的热导率大于或等于0.6瓦/米-开尔文。
在图3和图4的示例性实施例中，TIM 74与热交换板78直接接触，并且随后将分隔板材82夹在TIM 74和电池阵列54之间。分隔板材82在电池阵列54的竖直下方。分隔板材82在TIM 74和热交换板78的竖直上方。TIM 74的上部第一侧直接粘附或结合到分隔板材82。TIM 74的下部第二侧粘附或结合到热交换板78。
现在参考图5，在另一个示例性实施例中，TIM 174与电池阵列54直接接触并且可以直接结合到电池阵列54。分隔板材182夹在TIM174和热交换板78之间。因此，当电池阵列54远离热交换板78移动时，TIM 174与电池阵列54一起移动。在该实施例中，分隔板材182在电池阵列54和TIM 174的竖直下方。随后，分隔板材182在热交换板78的竖直上方。此外，TIM174的第一上侧直接粘附或结合到电池阵列54。TIM 174的第二下侧直接粘附或结合到分隔板材182。
图6示出了又一个示例性实施例，其中第一分隔板材282A和第二分隔板材282B在电池阵列54的下方设置在TIM 274的相对侧上。第一分隔板材282A阻止TIM 274结合到电池阵列54。第一分隔板材282A夹在电池阵列54和TIM 274之间。分隔板材282B夹在TIM274和热交换板78之间。第二分隔板材282B防止TIM 274直接结合到热交换板。
除了其他之外，防止TIM直接结合到电池阵列和热交换板两者可以通过防止对电池阵列、热交换板或两者的损坏来便于对电池组的维修。在一些实施例中，电池阵列和热交换板可以彼此远离地移动，同时TIM保持结合到电池阵列，而不是热交换板。在其他实施例中，电池阵列和热交换板可以彼此远离地移动，同时TIM保持结合到热交换板，而不是电池阵列。在其他实施例，电池阵列和热交换板可以彼此远离地移动，而不会使TIM结合到热交换板或电池阵列。
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，只能通过研究所附权利要求来确定赋予本公开的保护范围。

Claims (15)

1.一种牵引电池总成，其包括：
热交换板；
电池阵列；
在所述热交换板和所述电池阵列之间的热界面材料；以及
在所述热交换板和所述电池阵列之间的分隔板材，所述分隔板材与所述热界面材料直接接触。
2.如权利要求1所述的牵引电池总成，其中所述热界面材料与所述热交换板直接接触，其中所述分隔板材夹在所述热界面材料和所述电池阵列之间。
3.如权利要求1所述的牵引电池总成，其中所述分隔板材在所述电池阵列的竖直下方，其中所述分隔板材在所述热界面材料和所述热交换板的竖直上方，并且任选地，其中所述热界面材料的第一侧粘附到所述分隔板材，并且所述热界面材料的相对的第二侧粘附到所述热交换板。
4.如权利要求1所述的牵引电池总成，其中所述热界面材料与所述电池阵列直接接触，其中所述分隔板材夹在所述热界面材料和所述热交换板之间。
5.如权利要求1所述的牵引电池总成，其中所述分隔板材在所述电池阵列和所述热界面材料的竖直下方，其中所述分隔板材在所述热交换板的竖直上方。
6.如权利要求1所述的牵引电池总成，其中所述热界面材料的第一侧粘附到所述电池阵列，并且所述热界面材料的相对的第二侧粘附到所述分隔板材。
7.如权利要求1所述的牵引电池总成，其中所述分隔板材是聚合物基膜，并且任选地，其中所述分隔板材是聚对苯二甲酸乙二醇酯板材。
8.如权利要求1所述的牵引电池总成，其中所述热界面材料是液体热界面材料或热界面材料垫。
9.如权利要求1所述的牵引电池总成，其中围绕所述热界面材料的整个圆周周边，所述分隔板材的周边区域延伸超过所述热界面材料的周边。
10.如权利要求1所述的牵引电池总成，其中所述分隔板材是夹在所述电池阵列和所述热界面材料之间的第一分隔板材，并且所述牵引电池总成还包括夹在所述热界面材料和所述热交换板之间的第二分隔板材。
11.一种组装牵引电池总成的方法，其包括：
使用分隔板材来防止热界面材料直接结合到电池阵列或热交换板。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述热界面材料结合到所述热交换板，并且使用所述分隔板材来防止所述热界面材料结合到所述电池阵列。
13.如权利要求11所述的方法，其中所述热界面材料结合到所述电池阵列，并且所述方法还包括使用所述分隔板材来防止所述热界面材料结合到所述热交换板。
14.如权利要求11所述的方法，其中所述分隔板材是夹在所述电池阵列和所述热界面材料之间的第一分隔板材，并且所述方法还包括使用夹在所述热界面材料和所述热交换板之间的第二分隔板材来防止所述热界面材料直接结合到所述热交换板。
15.如权利要求11所述的方法，所述方法还包括相对地远离所述热交换板和所述热界面材料移动所述电池阵列，同时所述热界面材料仍保持结合到所述热交换板或结合到所述电池阵列。
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