用于保持牵引电池的电池单元的装置和方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及用于保持电池单元(例如，混合动力车辆或电动车辆的牵引电池中的电池单元)的装置和方法。
【背景技术】
[0002]牵引电池(诸如混合动力车辆或电动车辆中的那些牵引电池)由互相连接的电池单元组成。低电压的电池单元通常连接为形成高电压阵列。该阵列的电池单元可通过上轨道和下轨道连接到一起，上轨道和下轨道通过紧固件、箍筋(column tie)、板和/或壳体连接。箍筋可能需要大量的装配时间和高昂的费用。它们可能不适宜承受重大的负载并且超过一定时间会变形。期望具有需要较少的装配时间、能承受重大的负载或冲击并能防止弯曲或变形的用于保持阵列的电池单元的装置和方法。还期望具有能满足特定电池需求的用于保持阵列的电池单元的装置和方法。
[0003]通过如下面所概括的本公开解决上述问题和其它问题。
【发明内容】
[0004]在一个实施例中，一种车辆牵引电池单元保持件包括:侧壁，限定多个窗口，每个窗口由从窗口延伸的窗口凸缘环绕；上通道，从侧壁延伸并终止于上凸缘；下通道，从保持件侧壁延伸并终止于下凸缘，限定多个空气旁通窗口，上凸缘和下凸缘布置为与相邻的车辆牵引电池保持件互锁。保持件可包括位于侧壁与上凸缘之间的第一波状部以及位于侧壁与下凸缘之间的第二波状部。第一波状部和第二波状部可适于与多个车辆牵引电池单元的边缘配合。例如，侧壁、上通道和下通道可以以一体化结构的形式由单一材料形成，例如，通过冲压形成。多个窗口可包括呈交替的形状和/或尺寸的窗口。
[0005]在各个实施例中，保持件可包括具有至少一个凸块的凸缘，所述至少一个凸块适于与相邻的保持件的凸缘互锁。保持件还可包括多个一体的加强肋，所述加强肋形成在上通道与上凸缘之间。
[0006]车辆牵引电池组件的一个实施例包括:相邻的第一电池单元阵列和第二电池单元阵列，每个电池单元阵列具有关联的第一保持件和第二保持件，第一保持件和第二保持件具有限定气流窗口的侧壁以及由具有互锁凸缘的以一体化结构的形式形成的上通道和下通道，互锁凸缘使第一电池单元阵列与第二电池单元阵列结合。
[0007]在各个实施例中，提供了一种车辆牵引电池组件，车辆牵引电池组件包括:第一电池单元阵列，具有第一保持件和第二保持件；第二电池单元阵列，设置为邻近第一电池单元阵列并具有第三保持件和第四保持件，其中，第一保持件、第二保持件、第三保持件和第四保持件中的每个包括限定气流窗口的侧壁，并具有由带有互锁凸缘的以一体化结构的形式形成的一体的上通道和下通道，所述互锁凸缘用于使第一电池单元阵列与第二电池单元阵列结合。
[0008]在各个实施例中，每个气流窗口由从侧壁突出的凸缘环绕。
[0009]在各个实施例中，保持件的下通道包括至少一个空气旁通窗口。
[0010]在各个实施例中，保持件通过冲压形成。
[0011]在各个实施例中，所述车辆牵引电池组件还包括多个一体的加强肋，所述加强肋在互锁凸缘与各自的侧壁之间延伸。
[0012]在各个实施例中，每个保持件包括位于侧壁与上通道之间的第一波状部以及位于侧壁与下通道之间的第二波状部，第一波状部和第二波状部与各个电池单元配合。
[0013]在一个实施例中，提供了一种装配车辆牵引电池的方法，所述方法包括:连接多个电池单元以形成第一阵列；将第一保持件附着到第一阵列，第一保持件包括:保持件壁，限定模压窗口 ；第一凸缘，从保持件壁的第一端延伸；通道凸缘，从与第一端相对的一端延伸，通道凸缘限定空气旁通窗口。
[0014]在各个实施例中，第一阵列包括第一侧和与第一侧相对的第二侧，所述方法包括将第一保持件附着到第一侧并将第二保持件附着到第二侧，第二保持件与第一保持件相同。
[0015]在各个实施例中，所述方法还包括将角撑板焊接至第一保持件。
[0016]在各个实施例中，所述方法还包括:连接多个电池单元以形成第二阵列，第二阵列具有第一侧和第二侧；将第三保持件附着到第二阵列的第一侧；将第四保持件附着到第二阵列的第二侧，第三保持件和第四保持件与第一保持件相同；连接第一阵列和第二阵列。
[0017]根据本公开的实施例可提供多个优点。例如，在装配车辆牵引电池的过程中，使用单片保持件相对于采用使用箍筋或多片紧固件的在先策略降低制造装配时间和成本。根据各个实施例的保持件的下通道内的空气旁通窗口减小特定的阵列中的电池单元之间以及相邻的阵列的电池单元之间的温度变化。
【附图说明】
[0018]图1描绘了代表性混合动力电动车辆(HEV)(诸如插电式混合动力电动车辆(PHEV)或全混合动力电动车辆(FHEV))，该HEV的车辆牵引电池具有根据本公开的实施例的保持件；
[0019]图2是根据本公开的一个实施例的具有保持件的车辆牵引电池组件的透视图；
[0020]图3是如图2所示的保持构件的透视图；
[0021]图4是图2的车辆牵引电池组件的另一透视图，示出保持构件的互锁凸缘。
【具体实施方式】
[0022]根据需要，在此描述了本公开的详细的实施例；然而，应理解的是，公开的实施例仅为示例性的并且可以以多种和替代的形式实施。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实施例的代表性基础。
[0023]例如，图1描绘了典型的混合动力电动车辆(HEV)，诸如PHEV。混合动力电动车辆12可包括机械地连接至传动装置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机械地连接至发动机18。混合动力传动装置16还机械地连接至驱动轴20，驱动轴20机械地连接至车轮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。在一定条件下，电机14还可通过允许发动机18在更有效的转速下运转并允许混合动力电动车辆12按照电动模式(发动机18停止)运转而减少车辆排放。
[0024]车辆牵引电池或电池包24储存可以被电机14使用的能量。车辆电池包24通常提供高电压直流DC输出。车辆牵引电池24电连接至一个或更多个电力电子模块。一个或更多个接触器(未示出)可在断开时使车辆牵引电池24与其它组件隔离，并在闭合时将车辆牵引电池24连接至其它组件。电力电子模块26还电连接到电机14，并且在车辆牵引电池24和电机14之间提供双向传输能量的能力。例如，典型的车辆牵引电池24可以提供DC电压，而电机14可能需要三相AC电流来运转。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电流。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电流转换为车辆牵引电池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可以是连接至电机14的齿轮箱并且可以没有发动机18。
[0025]车辆牵引电池24除了提供用于推进的能量之外，还可以提供用于车辆其它电气系统的能量。典型的系统可包括将车辆牵引电池24的高电压DC输出转换为与车辆其它负载兼容的低电压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)可直接连接至高电压而不使用DC/DC转换器模块28。低电压系统可电连接至辅助电池30(例如，12V电池)。
[0026]车辆12可以是具有电气化的动力传动系的任何的车辆，例如，FHEV0车辆12还可以是包括由多个棱柱形的电池单元构成的电池组件的任何车辆。车辆12还可以是电动车辆、PHEV或类似的车辆，在这些类型的车辆中，车辆牵引电池24可通过外部电源36进行再充电。外部电源36可以连接至电插座。外部电源36可电连接至电动车辆充电设备(electric vehicle supply equipment (EVSE)) 38。EVSE 38 可提供电路和控制以调节并管理电源36与车辆12之间的能量的传输。外部电源36可向EVSE 38提供DC电力或AC电力。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可电连接至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，以向车辆牵引电池24提供合适的电压水平和电流水平。电力转换模块32可与EVSE 38交互，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接口类型(pin)。可选择地，描述为电连接的各个部件可使用无线感应親合传输电力。
[0027]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))或经由分立的导体进行通信。
[0028]图2和图4描绘了诸如车辆牵引电池24 (图1)的车辆牵引电池，该车辆牵引电池24具有布置在一起的多个电池