用于具有集成热板的牵引电池组件的支撑结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及用于在电动车辆中使用的高电压电池和热管理系统的支撑结构。
【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)的车辆包含能量储存装置(诸如，高电压(HV)电池)以用作车辆的推进源。HV电池可包括用于帮助管理车辆性能和操作的组件和系统。HV电池可包括电池单元端子之间相互电连接的一个或更多个电池单元阵列和互连器汇流条(interconnector busbar)。HV电池和周围环境可包括热管理系统以帮助管理HV电池组件、系统和各个电池单元的温度。
【发明内容】
[0003]—种车辆包括:一对分开的电池单元阵列；一对子结构，被构造为保持电池单元阵列；热板组件，设置在电池单元阵列之间。每个子结构包括相对的端板和相对的上侧壁和下侧壁，所述上侧壁和所述下侧壁固定到端板并且每个均具有凸缘，所述凸缘朝向另一个子结构延伸并与所述另一个子结构的相应的凸缘重叠，以在不使用机械紧固的情况下连接子结构。热板组件设置在重叠的凸缘和电池单元阵列之间，以形成三明治状构造。热板组件可包括至少一个热界面部件，所述至少一个热界面部件设置在热板的侧部上并与电池单元阵列中的至少一个的一部分接触。热板组件还可包括与热界面部件中的至少一个布置在一起的一个或更多个压紧限制件，以控制所述热界面部件中的至少一个从相邻的电池单元阵列接收的压紧力的量。上侧壁和下侧壁分别还可包括另一个凸缘，所述另一个凸缘覆盖由电池单元阵列限定的相应外表面的至少一部分，并且所述另一凸缘可与电池单元阵列布置在一起，使得相对的侧向力被施加到热板组件。所述重叠的凸缘中的一个可限定等于或小于热板组件的宽度的宽度。所述重叠的凸缘可以彼此激光焊接、螺栓连接、铆接或粘附地全士么云口口 ο
[0004]一种牵引电池组件，包括第一电池单元阵列和第二电池单元阵列、外部支撑结构以及热板组件。第一电池单元阵列和第二电池单元阵列中的每个具有内表面和外表面以及从所述外表面延伸的端子。外部支撑结构包括保持凸缘，保持凸缘被布置为保持电池单元阵列，从而在保持凸缘和所述内表面之间限定空腔。热板组件设置在空腔中，与电池单元阵列热连通，并与电池单元阵列布置在一起以限定三明治状构造。外部支撑结构可包括位于热板组件的相对侧上的一对子结构。每个子结构可包括具有保持凸缘的内保持凸缘的上侧壁和下侧壁，所述内保持凸缘与另一个子结构的相应的上侧壁或下侧壁重叠。内保持凸缘可与热板组件布置在一起，以施加压抵热板组件的相对的竖直力。上侧壁和下侧壁还可包括保持凸缘的外保持凸缘，外保持凸缘覆盖电池单元阵列的外表面的至少一部分，并且外部保持凸缘可与电池单元阵列布置在一起，以施加压抵热板组件的相对的侧向力。外部支撑结构还可包括沿着所述外表面纵向地延伸的中央条，以纵向地加固外部支撑结构。热板组件可包括一对热界面部件，每一个热界面部件设置在热板的每一侧上。所述牵引电池组件还可包括一个或更多个压紧限制件，所述压紧限制件可位于热板的面对电池单元阵列的每一侧上。所述压紧限制件可与电池单元布置在一起，以限定热界面部件的压紧的程度。外部支撑结构可包括位于热板组件的相对侧上的一对子结构，所述一对子结构在不使用机械紧固件的情况下彼此连接。每个子结构可包括从其延伸的保持凸缘的多个竖直保持凸缘和侧向保持凸缘。热板组件可包括热板和设置在热板的两侧上的热界面部件，并且竖直保持凸缘和侧向保持凸缘可与电池单元阵列和热板组件布置在一起，从而朝向热板施加相对的力以压紧热板与各个电池单元阵列之间的热界面部件。
[0005]一种牵引电池组件，包括第一电池单元阵列和第二电池单元阵列、热板组件和外部支撑结构。第一电池单元阵列和第二电池单元阵列具有从电池单元阵列的外侧表面延伸的端子。热板组件设置在电池单元阵列之间并与电池单元阵列热连通。外部支撑结构被构造为支撑电池单元阵列并包括一对上侧壁、一对下侧壁和多对相对的端板。所述一对上侧壁中的每个上侧壁包括在热板组件之上延伸并彼此重叠的上凸缘。所述一对下侧壁中的每个下侧壁包括在热板组件之下延伸并彼此重叠的下凸缘。所述多对端板与各个侧壁布置在一起以将电池单元阵列保持在其间。凸缘与热板组件布置在一起，从而电池单元阵列压抵着热板组件的相对的侧部。热板组件还可包括:热板；一对热界面部件，设置在热板的相对的侧部上，并与外部支撑结构布置在一起以接触电池单元阵列的内表面。热板组件还可包括一个或更多个压紧限制件，所述压紧限制件位于热界面部件附近并与外部支撑结构布置在一起，以控制从电池单元阵列施加到热界面部件的压紧力的量。上侧壁和下侧壁中的每个还可包括覆盖各个外侧表面的至少一部分的外凸缘，并且外凸缘可与电池单元阵列布置在一起，使得在外凸缘之间压紧电池单元阵列。重叠的上凸缘中的每一个和重叠的下凸缘中的每一个可限定等于或小于热板组件的宽度的宽度。重叠的上凸缘和重叠的下凸缘可以彼此激光焊接、螺栓连接或铆接。
【附图说明】
[0006]图1是示出电池电动车辆的示意图。
[0007]图2是热管理系统和牵引电池的一部分的示例的透视图。
[0008]图3A是牵引电池组件的一部分的示例的透视图，该牵引电池组件具有用于两个电池单元阵列和热板组件的外部支撑结构。
[0009]图3B是图3A的两个电池单元阵列的电池单元的透视图。
[0010]图4是图3A的牵引电池组件的一部分的正视图。
[0011]图5是图3A的牵引电池组件的一部分的局部分解视图，示出了外部支撑结构的两个子结构和热板组件。
[0012]图6是图3A的牵引电池组件的一部分的正视图，去掉了一些部分以示出牵引电池组件的内部部件。
[0013]图7是图3A的牵引电池组件的一部分的激光焊接式上侧壁的示例的平面图和局部截面图。
[0014]图8是图3A的牵引电池组件的一部分的上侧壁的示例的平面图和局部截面图，上侧壁被示出为经由螺栓彼此连接。
[0015]图9是图3A的牵引电池组件的一部分的上侧壁的示例的平面图和局部截面图，上侧壁被示出为经由铆钉彼此连接。
[0016]图10是图3A的牵引电池组件的一部分的上侧壁的示例的平面图和局部截面图，上侧壁被示出为经由通过上侧壁限定的嵌套壁彼此连接。
【具体实施方式】
[0017]在此描述了本公开的实施例。然而，将理解的是，所公开的实施例仅仅是示例，其它实施例可采用各种和替代的形式。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组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅作为教导本领域技术人员以各种方式使用本公开的实施例的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，可将参照任一附图示出并描述的各种特征与在一个或更多个其它附图中示出的特征相结合以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合为典型应用提供代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可期望用于特定应用或实施方式。
[0018]图1描绘了典型的插电式混合动力电动车辆(PHEV)的不意图。典型的插电式混合动力电动车辆12可包括机械地连接至混合动力传动装置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可提供推进和减速能力。电机14还可用作发电机，并且可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可在特定条件下按照电动模式或混合动力模式运转以降低车辆12的总的燃料消耗，因此电机14还可提供减少的污染物排放。
[0019]牵引电池或电池包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)电连接至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，并且在闭合时将牵引电池24连接至其它组件。电力电子模块26还电连接至电机14，并且提供在牵引电池24和电机14之间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可以是连接至电机14的齿轮箱并且发动机18可以不存在。
[0020]牵引电池24除提供用于推进的能量之外，还可提供用于其它