具有弹簧组件的牵引电池总成的制作方法_2

文档序号:9236940阅读:来源:国知局

[0021]电池电控制模块(BECM) 33可与牵引电池24通信。BECM 33可用作牵引电池24的控制器,并且还可包括管理每个电池单元的温度和荷电状态的电子监控系统。牵引电池24可具有温度传感器31,例如,热敏电阻或其它温度计量器。温度传感器31可与BECM 33通信,以提供关于牵引电池24的温度数据。温度传感器31还可位于或靠近牵引电池24中的电池单元。还预期可使用不止一个温度传感器31来监测电池单元的温度。
[0022]例如,车辆12可以是牵引电池24可通过外部电源36进行再充电的电动车辆,例如,PHEV、FHEV、MHEV或BEV。外部电源36可以连接到电源插座。外部电源36可电连接到电动车辆供电设备(EVSE,electric vehicle supply equipment) 38。EVSE 38 可提供电路和控制以调节并管理电源36与车辆12之间的电能的传输。外部电源36可向EVSE 38提供DC电或AC电。EVSE 38可具有用于插入到车辆12的充电端口 34中的充电连接器40。充电端口 34可以是被构造为将电力从EVSE 38传输到车辆12的任何类型的端口。充电端口 34可电连接到充电器或车载电力转换模块32。电力转换模块32可以调节从EVSE 38供应的电力,以向牵引电池24提供合适的电压水平和电流水平。电力转换模块32可与EVSE38配合,以协调向车辆12的电力传递。EVSE连接器40可具有与充电端口 34的对应的凹入匹配的插脚。
[0023]所讨论的各种组件可具有控制并监视组件的运转的一个或更多个相关联的控制器。控制器可经由串行总线(例如,控制器局域网(CAN))或经由离散的导体进行通信。
[0024]电池单元(例如,棱柱形的电池单元)可包括将储存的化学能转换为电能的电化学电池单元。棱柱形的电池单元可包括壳体、正极(阴极)和负极(阳极)。电解质可允许离子在放电期间在阳极和阴极之间运动,然后在再充电期间返回。端子可允许电流从电池单元流出以被车辆使用。当多个电池单元按照阵列定位时,每个电池单元的端子可与彼此相邻的相对的端子(正和负)对齐,汇流条可提供辅助以便于在多个电池单元之间串联连接。电池单元还可并联布置,从而类似的端子(正和正或者负和负)彼此相邻。例如,两个电池单元可被布置为正极端子彼此相邻,紧挨着的两个电池单元可被布置为负极端子彼此相邻。在该示例中,汇流条可接触所有的四个电池单元的端子。
[0025]可使用液体热管理系统、空气热管理系统或本领域公知的其它方法加热和/或冷却牵引电池24。现在参照图2,在液体热管理系统的一个示例中,牵引电池24可包括电池单元阵列88,电池单元阵列88被示出为由热板90支撑以通过热管理系统被加热和/或冷却。电池单元阵列88可包括彼此相邻地定位的多个电池单元92和结构组件。在特定的操作状况下,DC/DC转换器模块28和/或BECM 33也可能需要冷却和/或加热。热板91可支撑DC/DC转换器模块28和BECM 33并辅助其进行热管理。例如,DC/DC转换器模块28可在电压转换期间产生可能需要被消散的热。可选地,热板90和热板91可以彼此流体连通以共用共同的流体进入口和共同的排出口。
[0026]在一个示例中,电池单元阵列88可安装到热板90,使得每个电池单元92只有一个表面(例如,底表面)接触热板90。热板90与各个电池单元92可在彼此之间传递热,以在车辆运转期间辅助管理电池单元阵列88中的电池单元92的热工况(thermalcondit1ning)。为了提供电池单元阵列88中的电池单元92及其它周围组件的有效的热管理,均匀的热流体分布和高的热传递能力是热板90的两个考虑因素。由于经由传导和对流在热板90和热流体之间传递热,因此对于有效的热传递(移除热和加热处于低温的电池单元92两者)来说,热流体流场的表面面积是重要的。例如,如果不移除电池单元充电和放电所产生的热,则会对电池单元阵列88的性能和寿命产生负面影响。可选择地,当电池单元阵列88经受低温时,热板90还可向电池单元阵列88提供热。
[0027]热板90可包括一个或更多个通道93和/或空腔,以分配通过热板90的热流体。例如,热板90可包括可与通道93连通的进入口 94和排出口 96,用以提供热流体并使热流体循环。进入口 94和排出口 96相对于电池单元阵列88的位置可变化。例如,如图2中所示,进入口 94和排出口 96可相对于电池单元阵列88位于中央。进入口 94和排出口 96还可位于电池单元阵列88的侧部。可选地,热板90可限定空腔(未示出),该空腔与进入口94和排出口 96连通,用于提供热流体并使热流体循环。热板91可包括进入口 95和排出口97以传送和移除热流体。可选地,热界面材料片(未示出)可分别应用到在电池单元阵列88之下的热板90和/或在DC/DC转换器模块28和BECM 33之下的热板91。热界面材料片可通过填充(例如)电池单元92与热板90之间的孔隙和/或气隙来增强电池单元阵列88和热板90之间的热传递。热界面材料还可在电池单元阵列88和热板90之间提供电绝缘。电池托盘98可支撑热板90、热板91、电池单元阵列88和其它组件。电池托盘98可包括用于容纳热板的一个或更多个凹入。
[0028]可使用不同的电池包结构来应对包括封装约束和功率要求的各个车辆变量。电池单元阵列88可被容纳在外罩或壳体(未示出)中,以保护并围住电池单元阵列88及其它周围组件(例如,DC/DC转换器模块28和BECM 33)。电池单元阵列88可位于若干不同的位置,这些位置包括(例如)前座椅之下、后座椅之下或车辆的后座椅之后。然而,预期电池单元阵列88可位于车辆12中的任何合适的位置。
[0029]热板与电池单元的表面之间的配合表面的接触是可能影响电池热管理系统内的热传递(具体地,关于热板与电池单元之间的传导)的因素。配合表面由于表面公差、组件不平整和/或可能导致配合表面之间的间隙的碎肩而可能是不平坦的。此外,电池单元阵列的变形(例如,弯曲和/或扭曲)可导致电池单元与电池单元的定位公差(placementtolerance)。在各个热板的配合表面与电池单元的底表面之间存在间隙的情况下,涉及电池单元冷却的热传递可能是较低效率的。一些热管理系统可使用热界面层来辅助填充间隙,然而,热界面层可能不能弥补某些接触缺陷。可期望消除这些接触缺陷和/或获得配合表面之间的齐平接触以在热管理系统内提供更增强的热传递。另外,某些热管理系统包括作为支撑电池单元阵列的结构的一部分的热板。这种整合可能需要热板被设计为承受电池单元阵列的重量和结构负载,这可能会增加成本和生产时间。电池单元阵列的重量和/或结构负载还可在热板的某些部分上产生力矩。
[0030]图3示出了牵引电池总成的一部分的示例,包括被封装在阵列结构152中的电池单元阵列150。热板154位于电池单元阵列150和阵列结构152之下,从而热板154支撑电池单元阵列150和阵列结构152。基部(base)支撑结构156支撑热板154、电池单元阵列150和阵列结构152。在本示例中,热板154承受电池单元阵列150和阵列结构152的负载,该负载还可在热板154上产生力矩。此外,热板154是静止的,并且可能不能调节热板154与电池单元阵列150之间的某些配合表面接触缺陷。
[0031]图4A示出了牵引电池总成的一部分的另一示例,包括被封装在支撑结构162中的电池单元阵列160。电池单元阵列160可限定一个或更多个表面,例如,如图4B所示的底表面164。支撑结构162可包括和/或限定在底表面164的一部分之下延伸的一对支承部分(retainer segment) 170,使得支承部分170承受电池单元阵列160的负载。支撑结构162与电池单元阵列160布置为使得在这两者之间限定空腔。在一个示例中,支
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