用于牵引电池组件中的电池单元的支撑结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及用于在车辆中使用的高电压电池的热管理系统。
【背景技术】
[0002]诸如电池电动车辆(BEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)、轻度混合动力电动车辆(MHEV)或全混合动力电动车辆(FHEV)的车辆包含牵引电池(诸如，高电压(HV)电池)，以用作车辆的推进源。HV电池可包括辅助管理车辆性能和操作的组件和系统。HV电池可包括在电池单元端子和互连器汇流条之间相互电连接的一个或更多个电池单元阵列。HV电池和周围环境可包括辅助管理HV电池组件、系统和各个电池单元的温度的热管理系统。
【发明内容】
[0003]一种牵引电池组件包括具有相对的端面、相对的侧面和底面的电池单元阵列。牵引电池组件还包括一对端板和一对侧板，所述一对端板和所述一对侧板被布置为形成围绕所述端面和所述侧面的四面封罩，并被构造为压紧并保持电池单元而不是机械地附着到电池单元或不覆盖底面。所述侧板部分地覆盖电池单元阵列的上部。所述端板和所述侧板中的每个可具有一对竖直的边缘部，并可在各个边缘部处机械地紧固到彼此。所述侧板可限定平面，并且至少一个机械紧固件可被定向为与所述平面大致垂直。所述侧板可具有下水平边缘、上水平边缘和至少一个斜加强肋，所述至少一个斜加强肋被构造为从所述竖直的边缘部与下水平边缘相交的位置向上延伸到上水平边缘。中间板可位于电池单元阵列的中央，机械地紧固到所述侧板并被构造为接收由所述侧板产生的弯矩力。多个间隔件可位于相邻的电池单元之间并包括从间隔件的上部伸出的凸块，所述凸块被构造为使在电池单元阵列的相对的端面之间延伸的汇流条模块定位并与所述汇流条模块配合。所述端板中的每个端板可在所述端板的上部限定竖直定向的提升孔，所述提升孔被构造为被安装工具抓取。
[0004]一种车辆包括具有相对的端面、相对的侧面、底面和顶面的电池单元阵列。车辆还包括与所述相对的端面相对应的一对端板和与所述相对的侧面相对应的一对侧板。所述端板和所述侧板被构造为在所述端板和所述侧板之间压紧并保持电池单元阵列而不是机械地紧固到电池单元阵列。车辆还包括多个间隔件，每个间隔件位于相邻的电池单元之间并包括在顶面之上伸出的凸块，所述凸块被构造为定位汇流条模块并与汇流条模块配合，并且每个间隔件限定下脊部，所述下脊部被构造为在底面之上的电池单元的一部分处接触并支撑所述相邻的电池单元。每个间隔件还可限定上脊部，所述上脊部被构造为在顶面之下的电池单元的一部分处接触所述相邻的电池单元，使得下脊部和上脊部在竖直方向上保持电池单元。所述侧板可限定上部和在所述上部的任意一端处竖直定向的容纳孔，所述上部被构造为覆盖电池单元的顶面的一部分，所述容纳孔被构造为容纳机械紧固件并在侧板与电池单元之间形成(develop)由机械紧固件压紧所产生的负载。一对电介质轨道可位于侧板的上部与电池单元阵列的顶面之间并可具有使得在底面与底面之下的表面之间产生力的厚度。电介质轨道在电介质轨道的跨距中间处的厚度可比在电介质轨道的相对的两端处的厚度大。所述表面可以是热板的与电池单元阵列热连通的上部。中间板可位于电池单元阵列的中央，机械地紧固到所述侧板，被构造为接收由所述侧板的弯矩产生力，并在所述中间板的上部限定被构造为由工具抓取的竖直提升孔。
[0005]一种牵引电池组件包括具有限定封装的相对的端面、相对的侧面、顶面和底面的电池单元阵列。牵引电池组件还包括与电池单元热连通并被构造为引导热流体在其中流动的热板。牵引电池组件还包括位于封装的外部的四面的支撑结构，所述支撑结构包括相对的端板和相对的侧板，所述端板和侧板被构造为在端板和侧板之间压紧并保持电池单元而不是机械地紧固到电池单元。所述侧板包括覆盖顶面的一部分并沿着所述顶面的一部分延伸的上部，使得上部和热板分别产生压迫所述顶面和底面的竖直力。多个间隔件可位于相邻的电池单元之间并限定上脊部和下脊部，所述上脊部和下脊部被构造为分别接触其两者之间的电池单元的上边缘和下边缘并保持所述电池单元。端板和侧板可限定连接孔，连接孔被定向为与电池单元的长度方向大致平行并位于封装外部的支撑结构的四个角处，并且连接孔可被构造为容纳紧固件以将端板和侧板机械地连接到彼此。端板和侧板可限定连接孔，连接孔被定向为与电池单元的高度方向大致平行并位于封装外部的支撑结构的四个角处，并且连接孔可被构造为容纳紧固件以将端板和侧板机械地连接到彼此。所述侧板可至少部分地接触电池单元阵列的各个相对的侧面。中间板可位于电池单元阵列的中央并连接到每个侧板的大致中央的部分，并且中间板可被构造为转移施加到电池单元阵列的压紧力。侧板可限定至少一个斜加强肋，所述至少一个斜加强肋从侧板的下水平边缘延伸到侧板的上部上的与端板和中间板大致等距的位置。
【附图说明】
[0006]图1是电池电动车辆的示意图。
[0007]图2是用于图1中的车辆的牵引电池的热管理系统的一部分的透视图。
[0008]图3是牵引电池组件的一部分的透视图。
[0009]图4A是另一牵引电池组件的一部分的透视图，包括具有外支撑结构和电池单元阵列的电池组件。
[0010]图4B是图4A的电池组件的电池单元阵列的透视图。
[0011]图5是图4A的电池组件的端板的透视图。
[0012]图6是图4A的电池组件的侧板的透视图。
[0013]图7是图4A的电池组件的中间板的透视图。
[0014]图8是图4A的电池组件的间隔件的透视图。
[0015]图9是图4A的电池组件的电池单元的透视图。
[0016]图10是图8的间隔件和两个电池单元的侧视图。
[0017]图11是图4A的电池组件的电介质轨道的透视图。
[0018]图12是又一牵引电池组件的一部分的透视图，包括具有外支撑结构和电池单元阵列的多个电池组件。
【具体实施方式】
[0019]在此描述了本公开的实施例。然而，应理解的是，公开的实施例仅为示例并且其它实施例可采用多种和替代的形式。附图不一定按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定部件的细节。因此，在此所公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式使用本发明的代表性基础。如本领域的普通技术人员将理解的，参照任一附图示出和描述的多个特征可与一个或更多个其它附图中示出的特征组合以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的多种组合和变型可期望用于特定应用或实施。
[0020]图1描述了典型的插电式混合动力电动车辆(PHEV)的示意图。典型的插电式混合动力电动车辆12可包括机械地连接到混合动力传动装置16的一个或更多个电机14。电机14能够作为马达或发电机运转。此外，混合动力传动装置16机械地连接到发动机18。混合动力传动装置16还机械地连接到驱动轴20，驱动轴20机械地连接到车轮22。当发动机18开启或关闭时，电机14能够提供推进和减速能力。电机14还用作发电机，并且能够通过回收在摩擦制动系统中通常将作为热损失掉的能量而提供燃料经济效益。由于混合动力电动车辆12可在一定条件下按照电动模式或混合动力模式运转以减少车辆12的整体燃料消耗，因此电机14还可减少污染物排放。
[0021]牵引电池或电池包(battery pack) 24储存并提供可以被电机14使用的能量。牵引电池24通常从牵引电池24中的一个或更多个电池单元阵列(有时称为电池单元堆)提供高电压直流(DC)输出。电池单元阵列可包括一个或更多个电池单元。牵引电池24通过一个或更多个接触器(未示出)电连接到一个或更多个电力电子模块26。所述一个或更多个接触器在断开时使牵引电池24与其它组件隔离，并在闭合时将牵引电池24连接到其它组件。电力电子模块26还电连接到电机14，并且在牵引电池24和电机14之间提供双向传输电能的能力。例如，典型的牵引电池24可以提供DC电压，而电机14可能需要三相交流(AC)电压来运转。电力电子模块26可以将DC电压转换为电机14所需要的三相AC电压。在再生模式下，电力电子模块26可以将来自用作发电机的电机14的三相AC电压转换为牵引电池24所需要的DC电压。在此的描述同样适用于纯电动车辆。对于纯电动车辆，混合动力传动装置16可以是连接到电机14的齿轮箱并且发动机18可以不存在。
[0022]牵引电池24除了提供用于推进的能量之外，还可以提供用于其它车辆电气系统的能量。典型的系统可包括将牵引电池24的高电压DC输出转换为与其它车辆负载兼容的低电压DC供应的DC/DC转换器模块28。其它高电压负载(例如，压缩机和电加热器)可直接连接到高电压而不使用DC/DC转换器模块28。在典型的车辆中，低电压系统电连接到辅助电池30 (例如，12V电池)。
[0023]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