CN116247383A - 用于将电池组部件并联连接的汇流条配置 - Google Patents

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Abstract

本公开提供“用于将电池组部件并联连接的汇流条配置”。示例性汇流条总成可用于例如将电动化车辆牵引电池组的相邻部件电联接。示例性汇流条总成可包括汇流条和围绕所述汇流条的部分设置的覆盖件。汇流条可包括单个组合电气接口部段和多个部件电气接口部段，用于将多个牵引电池组电气部件以并联配置连接。

Description

用于将电池组部件并联连接的汇流条配置
技术领域
本公开总体上涉及电动化车辆牵引电池组，并且更具体地涉及被配置用于将牵引电池组部件以并联配置电联接的汇流条总成。
背景技术
电动化车辆被设计为降低或完全消除对内燃发动机的依赖。通常，电动化车辆与常规的机动车辆不同，因为电动化车辆是通过电池供电的电机选择性地驱动的。相比之下，常规的机动车辆完全地依赖内燃发动机来推进车辆。
高压牵引电池组通常向电动化车辆的电机和其他电气负载供电。牵引电池组包括多个电池阵列，每个电池阵列包括多组电池单元，用于为电动化车辆的电推进提供动力。相邻的电池阵列必须可靠地相互连接，以便实现推进车辆所需的电压和电力水平。
发明内容
根据本公开的示例性方面的电池组尤其包括：第一电气部件；第二电气部件；以及汇流条总成，所述汇流条总成被配置为将所述第一电气部件和所述第二电气部件以并联配置电联接。所述汇流条总成包括汇流条，所述汇流条具有连接到所述第一电气部件的第一部件电气接口和连接到所述第二电气部件的第二部件电气接口。
在前述电池组的另一非限制性实施例中，所述第一电气部件是第一电池阵列，并且所述第二电气部件是第二电池阵列。
在前述电池组中的任一者的另一非限制性实施例中，所述汇流条总成被配置为将所述第一电气部件、所述第二电气部件和第三电气部件以所述并联配置电联接。
在前述电池组中的任一者的另一非限制性实施例中，所述汇流条包括连接到所述第三电气部件的第三部件电气接口。
在前述电池组中的任一者的另一非限制性实施例中，所述第一电气部件、所述第二电气部件和所述第三电气部件是电池阵列。
在前述电池组中的任一者的另一非限制性实施例中，所述汇流条包括组合电气接口。
在前述电池组中的任一者的另一非限制性实施例中，所述组合电气接口包括大于所述第一部件电气接口的第二横截面面积或所述第二部件电气接口的第三横截面面积的第一横截面面积。
在前述电池组中的任一者的另一非限制性实施例中，所述组合电气接口连接到所述电池组的高压输出点。
在前述电池组中的任一者的另一非限制性实施例中，所述汇流条总成包括至少部分地覆盖所述汇流条的覆盖件，并且所述第一部件电气接口和所述第二部件电气接口各自至少部分地暴露以用于进行电气连接。
在前述电池组中的任一者的另一非限制性实施例中，第二汇流条总成被配置为将所述第一电气部件和所述第二电气部件以所述并联配置电联接。
根据本公开的另一示例性方面的电池组尤其包括第一电池阵列串、第二电池阵列串和汇流条总成，所述汇流条总成被配置为将所述第一电池阵列串和所述第二电池阵列串以并联配置电联接。所述汇流条总成包括汇流条，所述汇流条具有连接到所述第一电池阵列串的第一部件电气接口和连接到所述第二电池阵列串的第二部件电气接口。
在前述电池组的另一非限制性实施例中，所述汇流条总成包括至少部分地覆盖所述汇流条的覆盖件，并且所述第一部件电气接口和所述第二部件电气接口至少部分地暴露以用于进行电气连接。
在前述电池组中的任一者的另一非限制性实施例中，第二汇流条总成被配置为将所述第一电池阵列串和所述第二电池阵列串以所述并联配置电联接。
在前述电池组中的任一者的另一非限制性实施例中，所述汇流条总成电联接到所述第一电池阵列串和所述第二电池阵列串的正端子，并且所述第二汇流条总成电联接到所述第一电池阵列串和所述第二电池阵列串的负端子。
在前述电池组中的任一者的另一非限制性实施例中，所述汇流条总成进一步联接到所述电池组的高压正输出点，并且所述第二汇流条总成进一步联接到所述电池组的高压负输出点。
在前述电池组中的任一者的另一非限制性实施例中，所述第一电池阵列串和所述第二电池阵列串中的每一者包括以串联配置连接在一起的多个电池阵列。
在前述电池组中的任一者的另一非限制性实施例中，所述汇流条包括组合电气接口。
在前述电池组中的任一者的另一非限制性实施例中，所述组合电气接口包括大于所述第一部件电气接口的第二横截面面积或所述第二部件电气接口的第三横截面面积的第一横截面面积。
在前述电池组中的任一者的另一非限制性实施例中，所述汇流条总成被配置为将所述第一电池阵列串、所述第二电池阵列串和第三电池阵列串以所述并联配置电联接。
在前述电池组中的任一者的另一非限制性实施例中，所述电池组是电动化车辆的部件。
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的单独特征中的任一者)可以独立地或以任何组合采用。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。
根据以下具体实施方式，本公开的各种特征和优点对于本领域技术人员将变得显而易见。可以如下简要描述随附于具体实施方式的附图。
附图说明
图1示意性地示出了电动化车辆的动力传动系统。
图2示出了牵引电池组的电池系统。
图3示出了牵引电池组的另一示例性电池系统。
图4示出了用于将牵引电池组的部件以并联配置电联接的示例性汇流条总成。
图5示出了用于将牵引电池组的部件以并联配置电联接的另一示例性汇流条总成。
图6示出了牵引电池组的另一示例性电池系统。
图7示出了牵引电池组的又一示例性电池系统。
具体实施方式
本公开详细描述了示例性汇流条总成设计，诸如被配置用于例如将电动化车辆牵引电池组的相邻部件电联接的汇流条总成设计。示例性汇流条总成可包括汇流条和围绕所述汇流条的部分设置的覆盖件。汇流条可包括单个组合电气接口部段和多个部件电气接口部段，用于将多个牵引电池组电气部件以并联配置连接。在本具体实施方式的以下段落中更详细地讨论了这些和其他特征。
图1示意性地示出了电动化车辆12的动力传动系统10。在一个实施例中，电动化车辆12是电池电动车辆(BEV)。然而，应理解，本文描述的概念不限于BEV，并且可以扩展到其他电动化车辆，包括但不限于混合动力电动车辆(HEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)、燃料电池车辆等。尽管在所述示例性实施例中未示出，但是电动化车辆12可以配备有内燃发动机，所述内燃发动机可以单独采用或者与其他能量源结合采用来推进电动化车辆12。
在所示的实施例中，电动化车辆12是在没有来自内燃发动机的任何辅助的情况下仅通过电力(诸如通过电机14)推进的纯电动车辆。电机14可充当电动马达、发电机或其两者。电机14接收电力并提供旋转输出扭矩。电机14可以连接到变速箱16以按预定齿轮比调整电机14的输出扭矩和转速。变速箱16通过输出轴20连接至一组驱动轮18。
电压总线22通过逆变器26将电机14电连接到牵引电池组24，逆变器也可称为逆变器系统控制器(ISC)。电机14、变速箱16和逆变器26可统称为电动化车辆12的变速器28。
牵引电池组24是示例性电动化车辆电池。牵引电池组24可以是高压牵引电池组，其包括一个或多个电池阵列25(例如，电池总成或电池单元分组)，所述一个或多个电池阵列能够输出电力以操作电动化车辆12的电机14和/或其他电气负载。其他类型的能量存储装置和/或输出装置也可以用于为电动化车辆12供电。
牵引电池组24的一个或多个电池阵列25可以包括多个电池单元32，其存储用于为电动化车辆12的各种电气负载供电的能量。在本公开的范围内，牵引电池组24可以采用任意数量的电池单元32。因此，本公开不应限于图1中示出的确切配置。
在一个实施例中，电池单元32是锂离子电池单元。然而，在本公开的范围内，可以替代地利用其他单元化学物质(镍-金属氢化物、铅酸、磷酸锂离子等)。
在另一个实施例中，电池单元32是圆柱形或棱柱形电池单元。然而，在本公开的范围内可以替代地利用其他单元几何形状。
外壳总成34可以容纳牵引电池组24的电池阵列25。在本公开的范围内，外壳总成34可以包括任何大小、形状和配置。
电动化车辆12还可以包括充电系统30，其用于对牵引电池组24的能量存储装置(例如，电池单元32)进行充电。充电系统30可以包括位于电动化车辆12上(例如，车辆充电端口总成等)和电动化车辆12外部(例如，电动车辆供电装备(EVSE)等)两者上的充电部件。充电系统30可以连接到外部电源(例如，电网电源)，用于接收和分配从整个电动化车辆12的外部电源所接收的电力。
图1中示出的动力传动系统10是高度示意性的，并且不意图限制本公开。替代地或另外地，在本公开的范围内，动力传动系统10可以采用各种另外的部件。
参考图2，继续参考图1，牵引电池组24可以包括电池系统35，所述电池系统包括电池阵列25的一个或多个串36。在所示实施例中，串36包括第一电池阵列25A和第二电池阵列25B。然而，串36可以包括更大数量的电池阵列，并且在一些实施例中，在本公开的范围内，可以提供多个电池串36作为电池系统35的一部分(参见例如图3的示例性实施例)。
汇流条总成38可以用于将串36的第一电池阵列25A和第二电池阵列25B以并联配置电联接。汇流条总成38可以被配置为承载来自第一电池阵列25A和第二电池阵列25B的组合电流。
在实施例中，汇流条总成38是牵引电池组24的配电系统(EDS)的部件，其被设计用于向/从牵引电池组24进行电力分配。在所示实施例中，汇流条总成38中的一个将第一电池阵列25A和第二电池阵列25B的正端子40电联接，并且汇流条总成38中的另一个将第一电池阵列25A和第二电池阵列25B的负端子42电联接，以便实现并联配置。连接到正端子40的汇流条总成38可以另外连接到电池系统35的主高压正输出点44，并且连接到负端子42的汇流条总成38可以另外连接到电池系统35的主高压负输出点46。因此，可以向/从并联连接的电池阵列25A、25B进行电力分配。
在图2的所示实施例中，汇流条总成38用于将多个电池阵列24以并联配置连接。然而，在其他实施例中，例如汇流条总成38可以用于将牵引电池组24的其他部件(诸如电池阵列和总线电气中心(BEC))电联接。汇流条总成38可以用于将牵引电池组24的任何部件以并联配置电联接。
图3示出了可以设置在例如牵引电池组(诸如图1的牵引电池组24)内的另一示例性电池系统135。在该实施例中，电池系统135可以包括电池阵列25的第一串136A和电池阵列25的第二串136B。第一串136A和第二串136B可以各自包括通过多个电连接器48串联连接的四个电池阵列25。然而，可以在每个串136A、136B内提供更多或更少数量的电池阵列25。
汇流条总成38可以用于将第一串136A和第二串136B以并联配置电联接。汇流条总成38可以被配置为承载来自第一串136A和第二串136B的组合电流。
汇流条总成38中的一个可以将第一串136A和第二串136B的正端子40电联接，并且汇流条总成38中的另一个可以将第一串136A和第二串136B的负端子42电联接。连接到正端子40的汇流条总成38可以另外连接到电池系统135的主高压正输出点44，并且连接到负端子42的汇流条总成38可以另外连接到电池系统135的主高压负输出点46。因此，可以向/从并联连接的串136A、136B进行电力分配。
汇流条总成38在图2和图3中示意性地示出，但在图4中更详细地示出。每个汇流条总成38可以包括汇流条50和覆盖件52。覆盖件52可以被配置为覆盖汇流条50的部分。例如，覆盖件52可以围绕汇流条50包覆成型。
例如，汇流条50可以由金属材料(诸如铜)制成。然而，在本公开的范围内还可以利用其他传导材料。
例如，覆盖件52可以由绝缘塑料材料(诸如合适的热塑性塑料或热固性塑料)制成。然而，在本公开的范围内还可以利用其他绝缘材料。
汇流条50可以包括一体式主体54。在实施例中，汇流条50的主体54体现为小写字母“h”形状。然而，在本公开的范围内也设想了其他形状。
汇流条50的主体54可以包括组合电气接口56和一对部件电气接口58。组合电气接口56和部件电气接口58各自至少部分地暴露在覆盖件52的外部。
组合电气接口56适于连接到电池系统35/135的高压输出点44、46中的一个，并且部件电气接口58适于连接到电池串36、136的电池阵列25中的一个。因此，组合电气接口56和部件电气接口58中的每一者可以包括一个或多个开口60，所述一个或多个开口适于接收用于将汇流条总成38固定到其相应牵引电池组电气部件的紧固件(未示出)。
组合电气接口56被配置为支持从连接到部件电气接口58的每个电池阵列25所接收的组合电流。因此，在实施例中，组合电气接口56可以包括大于与部件电气接口58中的任一个相关联的单独横截面面积的横截面面积。
图5示出了另一示例性汇流条总成138。汇流条总成138类似于上面讨论的汇流条总成38并且包括汇流条150和覆盖件152。然而，在该实施例中，汇流条总成138包括附加的部件电气接口158(例如，总共三个)和组合电气接口156。因此，汇流条总成138可以用于将三个电池阵列25的串236以并联配置电联接(参见例如图6)。在又一实施例中，汇流条总成138可以用于将电池阵列25的三个或更多个串236A、236B、236C以并联配置电联接(参见例如图7)。
在所示实施例中，汇流条总成38适于将两个电池阵列25或电池阵列串并联电联接，并且汇流条总成138适于将三个电池阵列25或电池阵列串并联电联接。然而，本公开的汇流条总成可以设置有任何数量的部件电气接口，用于将尽可能多的电池阵列(或其他牵引电池电气部件)以并联配置连接。
本公开的示例性汇流条总成被设计成实现牵引电池组电气部件之间的并联连接配置，从而在例如将电池阵列和/或其他电池电气部件电联接时提供模块化和灵活性。所提出的设计实现了较低的热量产生，并且因此可以减少或完全消除对主动汇流条冷却的需要。由于通过并联连接实现的电流分配，所提出的设计可以进一步优化汇流条的大小。
尽管不同的非限制性实施例被示出为具有具体的部件或步骤，但本公开的实施例不限于这些特定组合。将来自非限制性实施例中的任一个的部件或特征中的一些与来自其他非限制性实施例中的任一个的特征或部件结合使用是可能的。
应当理解，相同的附图标记在全部若干附图中表示相应或类似的元件。应当理解，尽管在这些示例性实施例中公开和示出了特定的部件布置，但是其他布置也可受益于本公开的教导。
以上描述应当被解释为说明性的而不具有任何限制意义。本领域普通技术人员将理解，在本公开的范围内可出现一些修改。出于这些原因，应研究所附权利要求来确定本公开的真实范围和内容。

Claims (15)

1.一种电池组，其包括：
第一电气部件；
第二电气部件；以及
汇流条总成，所述汇流条总成被配置为将所述第一电气部件和所述第二电气部件以并联配置电联接，
其中所述汇流条总成包括汇流条，所述汇流条具有连接到所述第一电气部件的第一部件电气接口和连接到所述第二电气部件的第二部件电气接口。
2.如权利要求1所述的电池组，其中所述第一电气部件是第一电池阵列，并且所述第二电气部件是第二电池阵列。
3.如权利要求1或2所述的电池组，其中所述汇流条总成被配置为将所述第一电气部件、所述第二电气部件和第三电气部件以所述并联配置电联接，并且进一步地，其中所述汇流条包括连接到所述第三电气部件的第三部件电气接口，并且任选地，其中所述第一电气部件、所述第二电气部件和所述第三电气部件是电池阵列。
4.如任一前述权利要求所述的电池组，其中所述汇流条包括组合电气接口，并且任选地，其中所述组合电气接口包括大于所述第一部件电气接口的第二横截面面积或所述第二部件电气接口的第三横截面面积的第一横截面面积。
5.如权利要求4所述的电池组，其中所述组合电气接口连接到所述电池组的高压输出点。
6.如任一前述权利要求所述的电池组，其中所述汇流条总成包括至少部分地覆盖所述汇流条的覆盖件，并且进一步地，其中所述第一部件电气接口和所述第二部件电气接口各自至少部分地暴露以用于进行电气连接。
7.如任一前述权利要求所述的电池组，其包括第二汇流条总成，所述第二汇流条总成被配置为将所述第一电气部件和所述第二电气部件以所述并联配置电联接。
8.一种电池组，其包括：
第一电池阵列串；
第二电池阵列串；以及
汇流条总成，所述汇流条总成被配置为将所述第一电池阵列串和所述第二电池阵列串以并联配置电联接，
其中所述汇流条总成包括汇流条，所述汇流条包括连接到所述第一电池阵列串的第一部件电气接口和连接到所述第二电池阵列串的第二部件电气接口。
9.如权利要求8所述的电池组，其中所述汇流条总成包括至少部分地覆盖所述汇流条的覆盖件，并且进一步地，其中所述第一部件电气接口和所述第二部件电气接口至少部分地暴露以用于进行电气连接。
10.如权利要求8或9所述的电池组，其包括第二汇流条总成，所述第二汇流条总成被配置为将所述第一电池阵列串和所述第二电池阵列串以所述并联配置电联接，并且任选地，其中所述汇流条总成电联接到所述第一电池阵列串和所述第二电池阵列串的正端子，并且所述第二汇流条总成电联接到所述第一电池阵列串和所述第二电池阵列串的负端子。
11.如权利要求10所述的电池组，其中所述汇流条总成进一步联接到所述电池组的高压正输出点，并且所述第二汇流条总成进一步联接到所述电池组的高压负输出点。
12.如权利要求8至11中任一项所述的电池组，其中所述第一电池阵列串和所述第二电池阵列串中的每一者包括以串联配置连接在一起的多个电池阵列。
13.如权利要求8至12中任一项所述的电池组，其中所述汇流条包括组合电气接口，并且任选地，其中所述组合电气接口包括大于所述第一部件电气接口的第二横截面面积或所述第二部件电气接口的第三横截面面积的第一横截面面积。
14.如权利要求8至13中任一项所述的电池组，其中所述汇流条总成被配置为将所述第一电池阵列串、所述第二电池阵列串和第三电池阵列串以所述并联配置电联接。
15.一种电动化车辆，其包括如权利要求8至14中任一项所述的电池组。
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