具有扣合的阵列的电池总成的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及机动车辆的牵引电池总成。
【背景技术】
[0002]诸如纯电动车辆(BEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)以及全混合动力电动车辆(FHEV)的车辆包含牵引电池总成，以作为车辆的能源。牵引电池可包括用于协助管理车辆的性能和操作的组件和系统。牵引电池还可包括高电压组件。
【发明内容】
[0003]根据本发明，提供了一种牵引电池总成，所述牵引电池总成包括托盘和设置在托盘上的一对相邻的电池单元阵列。每个电池单元阵列包括多个堆叠的电池单元和与所述电池单元交替布置的多个电池单元隔板。一个电池单元阵列的隔板中的每个的一部分插入到另一个电池单元阵列的隔板中的一个中，以形成被构造为将电池单元阵列固定在一起的多个端与端连接式隔板对。
[0004]根据本公开的一个实施例，每个电池单元隔板包括凸起或插孔，其中，一个电池单元隔板的凸起被容纳在相邻的一个电池单元隔板的插孔中。
[0005]根据本公开的一个实施例，所述托盘还包括:至少一个立壁，具有与所述隔板对对准的多个插孔，其中，每个隔板对还包括至少一个凸起，所述至少一个凸起被构造为被容纳在所述多个插孔中的一个内以将电池单元阵列固定到所述托盘。
[0006]根据本公开的一个实施例，所述托盘还包括至少一个立壁，所述立壁具有与所述隔板对对准的多个凸起，其中，每个隔板对还包括插孔，所述插孔被构造为容纳多个凸起中的一个以将电池单元阵列固定到所述托盘。
[0007]根据本公开的一个实施例，每个电池单元隔板限定相反的袋部，每个袋部被构造为容纳一个电池单元的至少一部分。
[0008]根据本公开的一个实施例，多个隔板对中的每个隔板对还包括第一电池单元隔板和第二电池单元隔板，第一电池单元隔板具有凸形连接特征，第二电池单元隔板具有被构造为在其中容纳所述凸形连接特征的凹形连接特征。
[0009]根据本发明，提供了一种电池总成，所述电池总成包括第一电池单元阵列，所述第一电池单元阵列具有与所述电池单元交替布置的第一电池单元隔板。所述第一电池单元隔板中的每个包括凸形连接特征。所述电池总成还包括与所述第一电池单元阵列相邻的第二电池单元阵列，第二电池单元阵列具有与所述电池单元交替布置的第二电池单元隔板。所述第二电池单元隔板中的每个包括容纳对应的一个第一电池单元隔板的凸形连接特征以将电池单元阵列固定在一起的凹形连接特征。
[0010]根据本发明，提供了一种车辆，所述车辆包括被构造为推进车辆的至少一个电机和被构造为向所述至少一个电机提供电力的牵引电池总成。所述牵引电池总成包括托盘和设置在托盘上的一对相邻的电池单元阵列。每个电池单元阵列包括多个堆叠的电池单元和与所述电池单元交替布置的多个电池单元隔板。一个电池单元阵列的每个隔板的一部分插入到另一个电池单元阵列的一个隔板中，以形成被构造为将电池单元阵列固定在一起的多个端与端连接式隔板对。
[0011]根据本公开的一个实施例，每个隔板包括凸起或插孔，其中，一个隔板的凸起被容纳在相邻的一个隔板的插孔中。
[0012]根据本公开的一个实施例，所述多个隔板对中的每个隔板对还包括第一电池单元隔板和第二电池单元隔板，第一电池单元隔板具有凸形连接特征，第二电池单元隔板具有被构造为在其中容纳所述凸形连接特征的凹形连接特征。
[0013]根据本公开的一个实施例，所述托盘还包括至少一个立壁，所述立壁具有与所述隔板对对准的多个插孔，其中，每个隔板对还包括至少一个凸起，所述至少一个凸起被构造为被容纳在多个插孔中的一个中以将电池单元阵列固定到所述托盘。
【附图说明】
[0014]图1示出了典型的插电式混合动力电动车辆的示意图。
[0015]图2示出了电池总成的透视图。
[0016]图3示出了图2中示出的电池总成的一部分的分解侧视图。
[0017]图4示出了图2中示出的电池总成的正视图。
[0018]图5是示出一对电池单元隔板之间的示例性连接的详细视图。
【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本发明的代表性基础。如本领域技术人员将理解的，参照任一附图示出和描述的各种特征可与在一个或更多个其它附图中示出的特征相组合，以产生未明显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，对于特定应用或实施方式，可期望与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型。
[0020]图1示出了典型的插电式混合动力电动车辆(PHEV)的示意图。然而，某些实施例也可以实施在非插电式混合动力车辆或全电动车辆的背景下。车辆12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。所述电机14能够作为马达或发电机运转。此外，混合动力传动装置16可机械地连接到发动机18。混合动力传动装置16还可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可以提供推进和减速能力。电机14还用作发电机，并且能够通过回收通过再生制动的能量来提供燃料经济效益。通过降低发动机18的工作载荷，电机14降低污染物排放并且提高燃油经济性。
[0021]牵引电池或电池包24储存能够被电动车辆14使用的能量。通常，牵引电池24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)提供高电压直流电(DC)输出。电池单元阵列可包括一个或更多个电池单元。
[0022]电池单元(诸如，棱柱型电池单元或袋状电池单元)可包括将储存的化学能转化成电能的电化学电池单元。所述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供车辆使用。当多个电池单元按阵列定位时，每个电池单元的端子可与彼此相邻的相反的端子(正和负)对齐，且汇流条可以协助促进多个电池单元之间的串联连接。电池单元还可被并联布置，使得相似的端子(正和正或者负和负)彼此相邻。
[0023]不同的电池包构造可用于应对车辆个体差异(包括封装约束和动力需求)。可用热管理系统对电池单元进行热调节。热管理系统的示例可包括空气冷却系统、液体冷却系统以及空气和液体冷却的组合系统。
[0024]牵引电池24可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将牵引电池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可以电连接到电机14，并且可以在牵引电池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可将DC电压转化成电机14所需的三相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电压转化成牵引电池24所需的DC电压。在此的描述同样适用于纯电动车辆。在纯电动车辆中，混合动力传动装置16可以是连接至电机14的齿轮箱并且可不存在发动机18。
[0025]牵引电池24除了提供用于推进的能量之外，还为其他车辆电气系统提供能量。典型的系统可以包括DC/DC转换器模块28，DC/DC转换器模块28将牵引电池24的高电压DC输出转换成与其他车辆负载兼容的低电压DC供应。其他高电压负载(诸如，压缩机和电加热器)可直接地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)。
[0026]电池能量控制模块(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电荷状态的电子监控系统。牵引电池24可具有温度传感器31，诸如热敏电阻或其他温度计量器。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。
[0027]车辆12可通过外部电源36进行再充电。外部电源36连接到电源插座。外部电源36可以电连接到电动车辆供电设备(EVSE) 38。EVSE 38可提供电路和控制以调节和管理电源36和车辆12之间的电能传输。外部电源36可向EVSE 38提供DC电或AC电。EVSE38可具有用于插入到车辆12的充电端口 34的充电连接器40。充电端口 34可以是被配置为将电力从EVSE 38传输到车辆12的任何类型的端口。充电端口 34可以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EVSE 38配合，以协调向车辆12的电力传送。EVSE连接器40可具有与充电端口 34对应的凹入匹配的插脚。
[0028]所讨论的多个组件可具有一个或更多个关联的控制器，以控制并监控组件的运转。控制器可经由串行总线(例如，控制器局域网(CAN))或经由专用的电缆(electricalconduits)进行通信。
[0029]图2至图5以及相关的讨论描述了牵引电池总成50的示例。牵引电池总成50包括支撑至少一个电池阵列54的托盘52。例如，托盘52可以支撑一对相邻的电池阵列54。所述至少一个电池阵列54包括堆叠的多个电池单元56。每个电池单元56可以是具有至少一个端子58的袋状电池单元，所述至少一个端子58从电池单元56的至少一个侧部伸出。可替代地，每个电池单元可以是棱柱形电池单元或圆柱形电池单元。每个电池单元56可包括相对的主侧面60和在主侧面60之间延伸的相对的端面64。电池单元56堆叠为使得电池单元的相对的主侧面60中的至少一个面向至少一个其它电池单元的主侧面。相对的端面64共同限定阵列54的相对的纵向侧面。如果存在不止一个阵列，则阵列54可以置于托盘52上，一个阵列的纵向侧面中的一个与另一个阵列的纵向侧面中的一个相邻。
[0030]每个阵列54可包括与电池单元56交替布置的多个电池单元隔板66。每个阵列可被布置为使得每个电池单元56具有电池单元隔板66或者可被布置为使得对于每两个电池单元56具有一个电池单元隔板66。每个电池单元隔板66可包括相对的主侧面68和在所述相对的主侧面68之间延伸的相对的端面7