用于电池模块的夹紧条夹持器部件及其方法与流程

文档序号:20601129发布日期:2020-05-01 21:39阅读:277来源:国知局
用于电池模块的夹紧条夹持器部件及其方法与流程

实施方式涉及用于电池模块的夹紧条夹持器部件及其方法。



背景技术:

储能系统可以依靠电池来存储电力。例如,在某些传统的电动运载工具(ev)设计(例如,全电动运载工具,混合动力电动运载工具等)中,电动运载工具中安装的电池外壳容纳多个电池单元(例如,多个电池单元可以单独地安装到电池中或可替代地分组安装在各自的电池模块内,每个电池模块包括一组电池单元,各个电池模块安装在电池外壳中)。电池外壳中的电池模块通过汇流条连接到电池接线盒(bjb),汇流条将电力分配给驱动电动运载工具的电动机以及电动运载工具的各种其他电气部件(例如,收音机,控制台,车辆加热、通风和空调(hvac)系统,内部灯、外部灯如头灯和刹车灯,等)。



技术实现要素:

一种实施方式针对一种被构造为紧固至能量存储系统的电池模块的端板的夹紧条夹持器部件,所述夹紧条夹持器部件包括多个夹紧条夹持器,所述多个夹紧条夹持器被构造为夹持相应的多个夹紧条并且有助于所述多个夹紧条中的每一个在停驻状态与非停驻状态之间的转换,其中,在所述停驻状态中,每个夹紧条由相应的夹紧条夹持器固定在相应的间隙阈值内,以便允许所述电池模块插入电池模块隔间中和/或从所述电池模块隔间中移除,以及,在所述非停驻状态中,每个夹紧条伸出所述夹紧条夹持器超过所述间隙阈值,以便阻挡所述电池模块从所述电池模块隔间中移除。

另一种实施方式针对一种将电池模块插入电池模块隔间中的方法,所述方法包括:构造被固定至所述电池模块的端板的夹紧条夹持器部件,使得多个夹紧条以处于停驻状态的方式夹持在多个夹紧条夹持器中,其中,每个夹紧条的所述停驻状态是所述夹紧条由相应的夹紧条夹持器固定在相应的间隙阈值内,以便允许所述电池模块插入电池模块隔间中和/或从所述电池模块隔间中移除;当每个夹紧条保持处于所述停驻状态时,将所述电池模块插入所述电池模块隔间中;以及在所述插入步骤之后,使每个夹紧条从所述停驻状态转换到非停驻状态,其中,每个夹紧条的所述非停驻状态是所述夹紧条伸出相应的夹紧条夹持器超过所述间隙阈值,以便阻挡所述电池模块从所述电池模块隔间中移除。

另一种实施方式针对一种将电池模块从电池模块隔间中移除的方法,所述方法包括:在所述电池模块插入所述电池模块隔间中时,构造固定至所述电池模块的端板的夹紧条夹持器部件,使得多个夹紧条以处于非停驻状态的方式夹持在多个夹紧条夹持器中,其中,每个夹紧条的所述非停驻状态是所述夹紧条伸出相应的夹紧条夹持器超过相应的间隙阈值,以便阻挡所述电池模块从所述电池模块隔间中移除;使每个夹紧条从所述非停驻状态转换到停驻状态,其中,每个夹紧条的所述停驻状态是所述夹紧条由相应的夹紧条夹持器固定在所述相应的间隙阈值内,以便允许所述电池模块插入电池模块隔间中且/或从所述电池模块隔间中移除;以及在所述转换步骤之后,从所述电池模块隔间中移除所述电池模块。

附图说明

通过结合附图参考以下详细描述,可易于更加完全并更好地理解本公开的实施方式。附图仅用于说明目的,并不对本公开构成限制。附图中:

图1为根据本公开的一个实施方式的电池模块的外部框架的正面立体图。

图2为根据本公开的一个实施方式的与电池模块隔间对准的图1的电池模块的插入侧盖。

图3为根据本公开的一个实施方式的电动运载工具,所述电动运载工具构造成具有电池模块安装区域,所述电池模块安装区域构造成具有允许相应的电池模块侧向插入的电池模块隔间。

图4a为根据本公开的一个实施方式的包括通过夹具集成的插入侧盖的电池模块的正面立体图。

图4b更详细地例示了图4a的基于夹具的插入侧盖。

图4c为根据本公开的一个实施方式的图4a的电池模块的外部框架的后面立体图。

图5a为根据本公开的一个实施方式的u形夹紧条的正面立体图。

图5b为根据本公开的一个实施方式的图5a的u形夹紧条的正面视图和侧向横截面。

图5c为根据本公开的一个实施方式的端板对隔间夹紧布置。

图5d为根据本公开的另一个实施方式的端板对隔间夹紧布置。

图6a为根据本公开的一个实施方式的在电池模块插入电池模块隔间中之后电池模块布置的正面视图。

图6b为根据本公开的一个实施方式的图6a的电池模块布置的侧向横截面。

图6c为根据本公开的另一个实施方式的图6a的电池模块布置的侧向横截面。

图6d为根据本公开的另一个实施方式的图6a的电池模块布置的正面视图。

图6e为根据本公开的一个实施方式的图6d的电池模块布置的侧向横截面。

图7a为根据本公开的另一个实施方式的端板对隔间夹紧布置的侧面视图。

图7b为根据本公开的一个实施方式的图7a的端板对隔间夹紧布置的正面视图。

图8a为根据本公开的另一个实施方式的基于夹具的插入侧盖的立体图。

图8b为在全部隔间区段从视图中移除的情况下的图8a的基于夹具的插入侧盖。

图8c为根据本公开的一个实施方式的夹持多个顶部和底部夹紧条的夹紧条夹持器部件。

图8d为根据本公开的另一个实施方式的夹持多个顶部和底部夹紧条的夹紧条夹持器部件。

图9a为根据本公开的一个实施方式的图8d的夹紧条夹持器部件的一部分。

图9b-9c为根据本公开的一个实施方式的其内布置有底部夹紧条的底部夹紧条夹持器的立体图。

图10a为根据本公开的一个实施方式的在插入电池模块隔间期间的电池模块的侧面视图。

图10b为根据本公开的一个实施方式的在电池模块插入期间的底部夹紧条的立体图。

图10c为根据本公开的一个实施方式的在电池模块完全插入电池模块隔间中之后并且在底部夹紧条转换成处于非停驻状态之前底部夹紧条的侧面视图。

图11a为根据本公开的一个实施方式的在图10a中所示的电池模块完全插入电池模块隔间中之后并且在底部夹紧条移位到处于非停驻状态之后底部夹紧条的侧面视图。

图11b为根据本公开的一个实施方式的处于如图11a中所示的非停驻状态中的底部夹紧条的侧面视图。

图12a-12d为根据本公开的一个实施方式的一对顶部和底部夹紧条从停驻状态(例如,如在图10a-10c中)到非停驻状态(例如,如在图11a-11b中)的示例性转换顺序。

图13a为根据本公开的一个实施方式的在图10a中所示的电池模块完全插入电池模块隔间中之后,在顶部和底部夹紧条移位到处于非停驻状态(例如,如在图11a-12d中)之后,并且在顶部和底部夹紧条分别抵靠顶部和底部的凹槽锁定部件锁定之后电池模块的侧面视图。

图13b为根据本公开的一个实施方式的在螺丝被进一步拧紧时的图13a中所示的底部夹紧条的侧面视图。

图14为根据本公开的一个实施方式的将电池模块插入电池模块隔间中的过程。

图15为根据本公开的一个实施方式的从电池模块隔间中移除电池模块的过程。

具体实施方式

在以下描述和相关附图中提供了本公开的实施方式。在不脱离本公开的范围的情况下,可以设计出替代实施例。此外,为免模糊本公开的相关细节,不详细描述或省略本公开的公知元件。

储能系统可以依靠电池来存储电力。例如,在某些传统的电动运载工具(ev)设计(例如,全电动运载工具,混合动力电动运载工具等)中,电动运载工具中安装的电池外壳容纳多个电池单元(例如,多个电池单元可以单独地安装到电池中或可替代地分组安装在各自的电池模块内,每个电池模块包括一组电池单元,各个电池模块安装在电池外壳中)。电池外壳中的电池模块通过汇流条连接到电池接线盒(bjb),汇流条将电力分配给驱动电动运载工具的电动机以及电动运载工具的各种其他电气部件(例如,收音机,控制台,车辆加热、通风和空调(hvac)系统,内部灯,外部灯如头灯和刹车灯,等)。

图1为根据本公开的一个实施方式的电池模块100的外部框架的正面立体图。在图1的示例中,电池模块100被构造来用于插入电池模块隔间中。例如,在图1中,电池模块100的每一侧包括引导元件105以有助于将电池模块100插入电池模块隔间中(和/或从所述电池模块隔间中移除)。在进一步的示例中,引导元件105被构造为嵌入电池模块隔间内侧的凹槽中以便于电池模块100的插入和/或移除。插入侧盖110(或端板)集成到电池模块100中。在插入时,插入侧盖110可附接或附贴到电池模块隔间(例如,经由诸如栓孔的固定点115,所述固定点设于电池模块100的相应的凸缘区段上)以使用盖子(或端板)集成的密封系统(例如,橡胶环、纸垫、密封粘合剂等)将电池模块100密封在电池模块隔间内。虽然插入侧盖110在图1中描绘为集成到电池模块100中,但是插入侧盖110也可以为与电池模块100独立(或分开)的结构,其中首先将电池模块100插入电池模块隔间中,在此之后再附接插入侧盖110。

参考图1,插入侧盖110包括设于相应的凸缘区段(例如,从电池模块100的框架突出的电池模块的区段)上的固定点115、一组冷却连接件120以及过压阀125。在一个示例中,固定点115可以为可供固定栓插入的栓孔,所述一组冷却连接件120可包括输入和输出冷却管连接器(例如,可通过该连接器,将冷却液泵入电池模块100中,以对一个或多个冷却板进行冷却)。过压阀125可配置为,当电池模块100的内部压力超出阈值时打开(例如,在电池模块100内的电池单元发生热失控的情况下,通过脱气以避免发生爆炸或压力过大)。

图2为根据本公开的一个实施方式的与电池模块隔间200对准的电池模块100的插入侧盖110。具体来说,电池模块100的相应的凸缘区段上的固定点115与电池模块隔间200的相应的凸缘区段上的固定点205对准。因此,一旦将电池模块100插入电池模块隔间200中,固定点115和205被螺栓连接在一起以将电池模块100固定(并且密封)在电池模块隔间200内。

图3为根据本公开的一个实施方式的电动运载工具300,所述电动运载工具被构造成具有电池模块安装区域305,所述电池模块安装区域被构造成具有允许相应的电池模块侧向插入的电池模块隔间。更具体地说,电池模块可同时插入电动运载工具300的左侧和右侧上的相应的电池模块隔间中。

参考图3,电池模块安装区域305在电动运载工具300的左侧上包括用于经由左侧横向插入接收电池模块310-335的电池模块隔间。在图3中,电池模块310-325以不同横向插入程度示出,而电池模块330-335以完全插入状态示出。虽然在图3中未明确地示出,但是电池模块安装区域305可在电动运载工具300的右侧上进一步包括用于经由右侧横向(或侧向)插入接收其他电池模块的电池模块隔间。更具体地说,电池模块310-335的插入侧对应于电动运载工具300的左侧(纵向地)上的每个相应的电池模块隔间的左边的面向外部的横向侧,并且右侧(纵向地)上的每个相应的电池模块隔间的电池模块的插入侧对应于电动运载工具300右边的面向外部的横向侧。图3中的每个电池模块示出为包括图1-2中的插入侧盖110,所述插入侧盖使用设于凸缘区段中的固定点115以被固定至相应的电池模块隔间上。

本文所描述的本公开的各种实施方式涉及减少用于将电池模块固定在电池模块隔间内(或提供所述电池模块的固定)的插入侧盖的垂直覆盖区(即,在z方向上的高度)。如以下将描述的,将固定点形成于插入侧盖内以产生施加在电池模块的端板与电池模块隔间之间的接触压力,而不是如以上图1-3所描述的将布置在插入侧盖的凸缘区段上的固定点直接螺栓连接到布置在电池模块隔间的凸缘区段上的对应的固定点。

图4a为根据本公开的一个实施方式的包括通过夹具集成的插入侧盖的电池模块400的正面立体图。参考图4a,基于夹具的插入侧盖减少了凸缘区段的尺寸并且省略了以上图1-3所描述的端板对隔间的固定点115,其反而包括多个端板对隔间夹紧布置(以下更详细的描述)。基于夹具的插入侧盖包括电池模块400的端板405,和隔间区段410。隔间区段410是褶曲的以便包括顶部褶曲区段415和底部褶曲区段420。顶部褶曲区段415和底部褶曲区段420包括孔或切口,端板对隔间夹紧布置设于所述孔或切口中。

图4b更详细的例示了图4a的基于夹具的插入侧盖。参考图4b,“底部”端板对隔间夹紧布置425布置在底部褶曲区段420的孔内,“顶部”端板对隔间夹紧布置430-435布置在顶部褶曲区段415的孔内。“顶部”端板对隔间夹紧布置425和“顶部”端板对隔间夹紧布置430各自以拧紧或锁定状态示出,而“顶部”端板对隔间夹紧布置435是以解开或松开状态示出。如以下更详细的描述,拧紧端板对隔间夹紧布置将电池模块400固定在相应的电池模块隔间内,而松弛或放松端板对隔间夹紧布置允许电池模块400从相应的电池模块隔间中移除。

图4c为根据本公开的一个实施方式的电池模块400的外部框架的后面立体图。图4c中描绘了电池模块400的各种部件(例如,光学lc通信接口、用于将电池模块400固定至电池模块隔间内的后端板固定凹部、用于使电池模块400的侧壁便利的引导元件等),但是没有对其进行标记或详细描述,因为这类特征不具体涉及将插入侧盖405固定至电池模块隔间的方式。

参考图4c,其示出了隔间区段410的顶部隔间凸缘区段400c和底部隔间凸缘区段405c。如以下更详细的描述,顶部隔间凸缘区段400c和底部隔间凸缘区段405c由端板405的端板区段连接,所述端板区段接收来自端板对隔间夹紧布置的u形夹紧条的凸起区段的接触压力。

参考图1-2,用于固定点115和200的凸缘区段从电池模块隔间向上和向下延伸,以便产生垂直覆盖区(例如,137.95毫米(mm))。相比之下,隔间区段410的顶部隔间凸缘区段400c和底部隔间凸缘区段405c均比图1-2中的固定点115和200的凸缘区段短,从而减少电池模块400所需要的垂直覆盖区(例如,从137.95mm减少到106.5mm)。在一个示例中,顶部隔间凸缘区段400c和底部隔间凸缘区段405c可均具有近似15.5mm的垂直距离,比图1-2中所示的固定点115和200的凸缘区段所需要的垂直距离小。这继而减少电池外壳所需要的整体垂直覆盖区。

在又一实施方式中,电池外壳(和因此,基于夹具的插入侧盖)可在至少一个实施方式中形成电动运载工具的底盘的部分,因此减少使用基于夹具的插入侧盖的电池模块隔间的垂直覆盖区可继而也减少电动运载工具底盘的垂直覆盖区(例如,在z方向上的高度)。

图5a为根据本公开的一个实施方式的u形夹紧条500的正面立体图。具体而言,u形夹紧条500被褶曲以便具有u形形状,如图5a中所示。在一个示例中,u形夹紧条500可由金属材料(例如,钢)制成,并且可经历变形或塑化以增加弹性并且帮助确保通过使相关联的公差均衡来施加均匀的夹紧力(或夹紧压力)。u形夹紧条500为以上图4b中所描述的端板对隔间夹紧布置425-435的一个部件。u形夹紧条500包括孔(例如,螺丝孔或螺栓孔)505、凸起区段510,和凹槽515和520。凹槽515和520布置在u形夹紧条500的u形形状的相对末端处,如图5a中所示(例如,在相同的垂直高度处,使得当孔505内的螺丝被拧紧时,两个凹槽515-520与顶部褶曲区段对准)。

在一个示例中,u形夹紧条500的“u形形状”可帮助保护u形夹紧条500以免其完全从电池模块400上脱落,而在松开状态中时仍然允许灵活的移动。然而,应当理解的是,其他形状也可实现这个目标(例如,半圆形、用于更矩形的形状的一组以直角相交的3个接合条)。因此,u形夹紧条500的“u形形状”仅代表一个特定的实施方式,并且不意图将所有实施方式中的夹紧条限制于“u形形状”实现方式。

图5b为根据本公开的一个实施方式的u形夹紧条500的正面视图和侧向横截面(沿着前立体图中标注的a-a线截取)。

图5c为根据本公开的一个实施方式的端板对隔间夹紧布置500c。具体来说,端板对隔间夹紧布置500c对应于来自图4b的“顶部”端板对隔间夹紧布置430中的一个。在图5c中,螺丝505c在端板405中的固定点内拧紧,所述固定点与u形夹紧条500的孔505对准。在螺丝505c被拧紧时,凸起区段510充当支点,u形夹紧条500在所述支点的上方“滚动”或枢转,这使凹槽515和520离开端板405,直到凹槽515和520卡住顶部褶曲区段415,并锁定到所述顶部褶曲区段中。将理解的是,凹槽515和520与顶部褶曲区段415对准以促进以上所述的锁定功能。当以这种方式锁定时,顶部褶曲区段415响应于夹紧而通过支撑反作用力撑牢u形夹紧条500以防其进一步地向后移动。

在螺丝505c继续拧紧时,将凸起区段510推抵端板405(例如,当凹槽515和520被锁定到顶部褶曲区段415上并由所述顶部褶曲区段撑牢时),从而产生图4c中所示的施加到顶部隔间凸缘区段400c(例如,经由插入侧盖子405中的介入端板区段)的接触压力。这个接触压力起到将端板405(和因此,整个电池模块400)固定至电池模块隔间的隔间区段410的作用。在一个示例中,u形夹紧条500可构造为在接触压力增加时(例如,在螺丝505c被拧紧时)开始变形。此外,如以下更详细的描述,端板405与隔间区段410之间的接触压力用于形成密封连接。

图5d为根据本公开的一个实施方式的端板对隔间夹紧布置500d。具体来说,端板对隔间夹紧布置500d对应于来自图4b的“顶部”端板对隔间夹紧布置435。在图5d中,螺丝505d在端板405的固定点内是松开的,所述固定点与u形夹紧条500的孔505对准。从凸起区段510到顶部隔间凸缘区段400c的接触压力在螺丝505d松开时减少,使得电池模块400不再固定在电池模块隔间内侧并且可被移除。具体来说,u形夹紧条500从顶部褶曲区段415处解锁,在此之后,电池模块400可从电池模块隔间中移除。

参考图5d,螺丝505d可构造成即使在其处于松开状态中仍保持在u形夹紧条500中。在这种情况下,当被松开时,螺丝505d将处于螺丝505d不能被进一步松开的位置,使得螺丝505d不能从u形夹紧条500上移除。替代地,如果螺丝505d的松开超过阈值,则螺丝505d可构造成能从u形夹紧条500上移除。

图6a为根据本公开的一个实施方式的在电池模块400插入电池模块隔间中之后电池模块布置600的正面立体图。

参考图6a,外壳区段605布置在电池模块400的上方。在一个示例中,隔间区段410的顶部褶曲区段415接触外壳区段605的下侧。图6a示出了多个“顶部”端板对隔间夹紧布置500c,以及多个“底部”端板对隔间夹紧布置610。“底部”端板对隔间夹紧布置610实质上是“顶部”端板对隔间夹紧布置500c的倒置(例如,颠倒)版本。在一个示例中,虽然在图6a中未明确地示出,但是隔间区段410的底部褶曲区段420可接触布置在电池模块400下方的另一个外壳区段(未示出)的顶侧。

图6b为根据本公开的一个实施方式的图6a的电池模块布置600的侧向横截面(沿着图6a的前立体图中标注的a-a线截取)。在图6b中,“顶部”端板对隔间夹紧布置500c以拧紧状态示出,从而端板区段600b接收来自u形夹紧条500的凸起区段610的接触压力。这个接触压力传递到顶部隔间凸缘区段400c,从而起到将端板405固定到隔间区段410的作用。此外,密封部件605b(例如,橡胶垫等)布置在端板区段600b内。因此,压在端板区段600b与顶部隔间凸缘区段400c之间的密封部件605b上的接触压力起到密封电池模块隔间的作用。

图6c为根据本公开的另一个实施方式的图6a的电池模块布置600的侧向横截面。在图6c中,“顶部”端板对隔间夹紧布置500c以松开状态示出,从而端板区段600b没有接收来自u形夹紧条500的凸起区段610的接触压力。

图6d为根据本公开的另一个实施方式的图6a的电池模块布置600的正面视图。除了跨于“顶部”端板对隔间夹紧布置和“底部”端板对隔间夹紧布置标记b-b线之外,图6d与图6c是完全相同的。

图6e为根据本公开的一个实施方式的图6d的电池模块布置600的侧向横截面(沿着图6d的前立体图中标注的b-b线截取)。在图6d中,“顶部”端板对隔间夹紧布置500c和“底部”端板对隔间夹紧布置615以拧紧状态示出,从而端板区段600b和600e均分别接收来自“顶部”端板对隔间夹紧布置500c和“底部”端板对隔间夹紧布置615的u形夹紧条500的凸起区段610的接触压力。这个接触压力分别压在密封部件605b和605e上。在一个示例中,密封部件605b和605e可为在端板405周围延伸的一个连续密封件(例如,橡胶垫等)的部分。虽然在图6e中未明确地示出,但是隔间区段405的底部褶曲区段420可与布置在电池模块400下方的另一个外壳区段(未示出)的顶侧接触。

在又一实施方式中,u形夹紧条500的凸起区段510可与相应的端板区段的凹形区段对准,从而导致接触区中的接触压力降低。在一个替代性的实施方式中,u形夹紧条500的凸起区段510可与相应的端板区段的平坦区段对准,从而导致接触区中的接触压力升高。在一个替代性的实施方式中,u形夹紧条500的凸起区段510可与相应的端板区段的凸形区段对准,从而导致接触区中的接触压力降低。因此,可控制与u形夹紧条500的凸起区段510接触的端板区段的一部分的形状,以便调节施加到所述端板区段的接触压力的量。

虽然以上已描述的是关于“顶部”端板对隔间夹紧布置的一些实施方式,但是这些描述也适用于“底部”端板对隔间夹紧布置。具体来说,在各种实施方式中,“顶部”端板对隔间夹紧布置和“底部”端板对隔间夹紧布置以互为镜像的方式布置。

此外,虽然u形夹紧条500的凹槽515-520在以上所描述的实施方式中布置在顶部褶曲区段415和底部褶曲区段420的孔内或切口内,但是在替代性的实施方式中,凹槽515-520反而可构造成锁定在单独的凹槽锁定部件上。例如,凹槽锁定部件诸如钢带可布置在顶部褶曲区段415和底部褶曲区段420上,并且凹槽515-520构造成锁定在这些凹槽锁定部件的相应的边缘上,而不是如以上所描述地直接锁定到顶部褶曲区段415和底部褶曲区段420上的相应的孔内或切口内。在这种情况下,完全不需要使孔或切口成为顶部褶曲区段415和底部褶曲区段420的部分。

图7a为根据本公开的另一个实施方式的端板对隔间夹紧布置700的侧面视图。图7b为根据本公开的一个实施方式的端板对隔间夹紧布置700的正面视图。

参考图7a-7b,隔间区段410构造成具有顶部褶曲区段705,所述顶部褶曲区段不包括图4a-4c的顶部褶曲区段415中所示的孔或切口。代替的是,凹槽锁定部件710安装到顶部褶曲区段705上,并且u形夹紧条500的凹槽515-520锁定到凹槽锁定部件710上。在一个示例中,凹槽锁定部件710可构造为点焊到顶部褶曲区段705上的钢带。虽然图7a-7b描绘了顶部褶曲区段70,但是将理解的是,可以类似的方式构造底部褶曲区段(例如,具有安装到顶部褶曲区段上的凹槽锁定部件取代布置的孔或切口,以卡住u形夹紧条的凹槽515-520)。

图8a为根据本公开的另一个实施方式的基于夹具的插入侧盖800的立体图。参考图8a,其描绘了用于附接到端板810的夹紧条夹持器部件805。例如,夹紧条夹持器部件805可经由附接机构诸如穿过夹紧条和夹紧条夹持器中的相应螺丝开口的螺丝(图8a中未示出)附接到端板810,从而螺丝可仅部分地旋拧到端板810中的相应螺丝孔中以允许夹紧条在电池模块的插入/移除期间维持处于停驻状态。在其他实施方式中,可使用其他附接机构(例如,铆钉、焊接金属件等),以下将更详细的描述这一点。在图8a中,夹紧条夹持器部件805还没有附接到端板810是因为还没有施加附接机构。

参考图8a,在一个示例中,夹紧条夹持器部件805可为具有提供不同功能的不同区段(例如,夹紧条夹持器、冷却歧管夹、冷却连接孔等)的单个集成部件,以下将更详细论述这一点。在一个示例中,夹紧条夹持器部件805可由诸如塑料的材料制成。

在图8a中还示出了电池模块隔间的隔间区段815,所述隔间区段815包括顶部褶曲区段820和底部褶曲区段825。隔间区段815延伸超过端板810的顶部和底部以形成用于端板810的凸缘。虽然图8a为基于薄片金属的电池模块隔间的示例,但是其他实施方式可针对采用挤出件构建的电池模块隔间。顶部凹槽锁定部件830附接(例如,经由胶合、焊接、螺丝连接或螺栓连接等)到顶部褶曲区段820的下侧,底部凹槽锁定部件835附接(例如,经由胶合、焊接、螺丝连接或螺栓连接等)到底部褶曲区段825的顶侧。在一个替代性的实施方式中,顶部和/或底部褶曲区段820-825中的孔可用于锁定到顶部夹紧条和底部夹紧条上而不是图8a中所描绘的凹槽锁定部件830-835上。另外,顶部隔间区段840(例如,电池模块隔间的顶部外部框架部分)布置在顶部褶曲区段820的顶部上(例如,经由焊接等紧固),底部隔间区段845(例如,电池模块隔间的底部外部框架部分)布置在底部褶曲区段825下方(例如,经由焊接等紧固)。在图8a中,夹紧条夹持器部件805夹持多个顶部夹紧条,诸如顶部夹紧条850,和多个底部夹紧条,诸如底部夹紧条855。

图8b为在全部隔间区段从视图中移除的情况下的图8a的基于夹具的插入侧盖800。因此,图8b例示了夹紧条夹持器部件805和端板810,以及多个顶部夹紧条(例如,顶部夹紧条850)和多个底部夹紧条(例如,底部夹紧条855)。在图8a-8b中,多个顶部和底部夹紧条均以“停驻”状态描绘,从而多个顶部和底部夹紧条收回(例如,阻止从夹紧条夹持器部件805延伸出超过间隙阈值),以便允许电池模块插入电池模块隔间中和/或从电池模块隔间移除。以下将更详细地描述停驻状态的特性。

图8c为根据本公开的一个实施方式的夹持多个顶部和底部夹紧条的夹紧条夹持器部件805。在图8c中,多个顶部和底部夹紧条均以“非停驻”状态描绘,从而多个顶部和底部夹紧条可用于经由凹槽锁定部件(图8c中未示出)将端板夹紧到电池模块隔间。以下将更详细地描述非停驻状态的特性。

参考图8c,夹紧条夹持器部件805包括多个顶部夹紧条夹持器,诸如顶部夹紧条夹持器800c,和多个底部夹紧条夹持器,诸如底部夹紧条805c。在一个示例中,通过每个顶部和底部夹紧条中的螺丝开口并通过每一个顶部和底部夹紧条夹持器中的螺丝开口插入螺丝诸如螺丝835c。在一个示例中,当夹紧条夹持器处于停驻状态中时,这些螺丝被部分地旋拧到端板810(图8c中未示出)中的螺丝孔中以将夹紧条夹持器部件805附接到端板810。

夹紧条夹持器部件805进一步包括孔810c-815c以允许触及集成到端板810中的至少一个功能部件。例如,孔810c-815c可布置在冷却连接件(例如,图1的冷却连接件120)的上方。夹紧条夹持器部件805进一步包括冷却歧管夹820c和825c,所述冷却歧管夹构造成将用于冷却电池模块的冷却系统的冷却歧管区段(未示出)保持在适当位置。夹紧条夹持器部件805进一步包括至少一个保护器,所述至少一个保护器布置在集成到电池模块的端板中的至少一个功能部件的上方,所述保护器用于保护至少一个功能部件免受外部污染和/或防止未被授权的人员触及至少一个功能部件。例如,至少一个保护器可包括过压阀保护器830c。例如,过压阀(例如,类似于图1的过压阀125)可布置在过压阀保护器830c的后方的端板810中。过压阀保护器830c阻挡污染物在过压阀附近堆集,从而降低当电池模块发生过压情况时过压阀将“粘住”(例如,未能打开)的可能性。此外,过压阀保护器830c使得未被授权的人员更难以触及过压阀,否则将造成安全风险。

图8d为根据本公开的另一个实施方式的夹持多个顶部和底部夹紧条的夹紧条夹持器部件805。在图8d中,多个顶部和底部夹紧条均以“停驻”状态描绘,从而多个顶部和底部夹紧条通过相应的夹紧条夹持器固定(或夹持在适当位置)在相应的间隙阈值(例如,用于顶部夹紧条的上间隙阈值或用于底部夹紧条的下间隙阈值)内,以允许电池模块被插入电池模块隔间中和/或从电池模块隔间移除。以下将更详细地描述停驻状态的特性。除了以上所述停驻与非停驻状态的区别以外,图8d与图8c完全相同,因而为了简洁起见此处将不进一步描述。

图9a为根据本公开的一个实施方式的夹紧条夹持器部件805的一部分。具体来说,含有处于停驻状态中的顶部夹紧条900a的顶部夹紧条夹持器与不包括底部夹紧条的底部夹紧条夹持器一起描绘在图9中,以更清楚地描绘底部夹紧条夹持器的几何元件。在图9a的实施方式中,底部夹紧条包括停驻肋905a、卡扣配件910a、螺丝开口915a,和引导元件920a。在停驻状态中,底部夹紧条(图9a中未示出)将被夹紧在停驻肋905a与卡扣配件910a之间,以便将底部夹紧条保持在相应的间隙阈值内。在非停驻状态中,底部夹紧条(图9a中未示出)将滑动到较低位置,使得底部部分延伸出底部夹紧条夹持器超过相应的间隙阈值。如将理解的是,上述描述的底部夹紧条夹持器和底部夹紧条可以倒转或翻转以用于顶部夹紧条。

参考图9a,在从停驻状态到非停驻状态的转换(例如,如以下更详细的描述,可经由强力或替代地通过使用非停驻工具而发生)期间,底部夹紧条将从卡扣配件910a解除并且将在引导元件920a下方滑动以便延伸出底部夹紧条夹持器超过间隙阈值。在从非停驻状态到停驻状态的转换(例如,可在螺丝通过螺丝开口915a至少部分地从端板810拧松之后或者通过用手或分离工具将夹紧条推回而发生)期间,底部夹紧条将滑动回到底部夹紧条夹持器中并处于间隙阈值内,然后将卡入卡扣配件910a中,这将底部夹紧条抵靠停驻肋905a固定。另外,虽然图9a描述的是底部夹紧条夹持器的几何元件,但是顶部夹紧条夹持器可以类似方式布置(例如,将底部夹紧条夹持器的布置倒置)。

参考图9a,将理解的是,卡扣配件910a为当相应的夹紧条处于停驻状态中时将相应的夹紧条夹持在适当位置的夹紧条夹持机构的一个示例。其他实施方式可针对当相应的夹紧条处于停驻状态中时可以非永久地方式夹持相应的夹紧条的其他类型的夹紧条夹持机构。例如,可使用的另一个夹紧条夹持机构为扣紧材料诸如尼龙搭扣(velcro)、粘性材料等。

图9b-9c为根据本公开的一个实施方式的其内布置有底部夹紧条900b的图9a的底部夹紧条夹持器的立体图。具体来说,图9b示出图9a的底部夹紧条夹持器的等角立体图并且图9c示出图9a的底部夹紧条夹持器的前立体图。在图9b-9c中,底部夹紧条900b以处于停驻状态布置在图9a的底部夹紧条夹持器内。因此,底部夹紧条900b卡入卡扣配件910a中并且被夹持在卡扣配件910与停驻肋905a(图9b中不可见)之间的适当位置。

如图9c中所示,卡扣配件910a可包括突出部(例如,脊部、泡形物等),所述突出部与底部夹紧条900b中的凹槽对准。在从非停驻状态到停驻状态的转换期间,底部夹紧条900b的顶部部分在卡扣配件910a的上方滑动,直到凹槽卡入这些突出部上,从而有助于在停驻状态中将夹紧条夹持在适当位置。在其他实施方式中,卡扣配件910a可包括凹槽,而底部夹紧条900b包括突出部以便于卡扣状连接。在从停驻状态到非停驻状态的转换期间,穿过夹紧条的螺丝被拧紧,从而导致卡扣配件910a弯曲,使得夹紧条被解除并允许向外移动。替代地,非停驻工具(以下更详细地描述)可用来解除夹紧条。

在本公开的各种实施方式中,停驻状态中的夹紧条不一定需要夹紧条完全被夹紧条夹持器部件805包围。例如,如图9b-9c中所示,底部夹紧条900b通过引导元件920a稍微延伸出底部夹紧条夹持器。在一个示例中,处于停驻状态的夹紧条的任何延伸出其相应的夹紧条夹持器外的情况维持处于间隙阈值内,使得允许电池模块被插入和/或从电池模块隔间中移除。在例如图8a的上下文中,间隙阈值可基于凹槽锁定部件830和835的位置(例如,如果夹紧条从其夹紧条夹持器延伸出得过远,则夹紧条将在试图移除或插入电池模块期间接触凹槽锁定部件)。在将夹紧条锁定到顶部和底部褶曲隔间区段(例如,如图4a-6e中所示)中的孔上的另一个实施方式中,间隙阈值可基于顶部和底部褶曲隔间区段的位置。

图10a为根据本公开的一个实施方式的在插入电池模块隔间期间的电池模块的侧面视图。具体来说,在图10a中示出电池模块的端板810以及周围部件。

参考图10a,顶部夹紧条850和底部夹紧条855均以停驻状态示出。因此,顶部夹紧条850和底部夹紧条855均卡扣到相应的卡扣配件910a中,并且被夹紧在卡扣配件910与相应的停驻肋905a之间。保持顶部夹紧条850的顶部部分短于顶部间隙阈值1030a以便在电池模块的插入/移除期间避免影响顶部凹槽锁定部件830的底侧,并且同样地保持底部夹紧条855的底部部分短于底部间隙阈值1035a以避免在电池模块的插入/移除期间影响底部凹槽锁定部件835的顶侧。因此,图10a中的电池模块构造来用于插入(例如,假设图10a中未示出的其他夹紧条也处于停驻状态中)。

在图10a中,描绘了带螺纹的螺丝孔1000a-1005a。虽然在图10a中未明确地示出,但是在插入时,可将螺丝旋拧到螺丝孔1000a-1005a中(例如,通过顶部和底部夹紧条850-855的相应的螺丝开口和相应的夹紧条夹持器的螺丝开口915a),以便于顶部和底部夹紧条850-855转换成非停驻状态。如上所述,在其他实施方式中,铆钉或金属件可代替螺丝被用作附接机构。

参考图10a,描绘了凸起端板区段1010a-1015a,而夹紧条850-855未凸起。在穿过相应的夹紧条850-855的螺丝(未示出)被拧紧时,夹紧条850-855经历永久的塑性变形使得通过均衡公差而获得均匀的夹持力。与图4a-7b相反,图10a描绘的示例将夹紧条与端板之间的接触点处的“凸起”移动到端板而不是集成为夹紧条的部分。因此,在各种实施方式中,凸起可被布置在端板或夹紧条上。图10a中还示出了密封部件1020a-1025a,在一个示例中,所述密封部件可被实施为如上所描述的一个连续密封件(例如,橡胶垫)。

如图10a中所示,虽然未明确地示出螺丝(或螺栓),但是在停驻状态中,夹紧条850-855的位置是成角度的且不与螺丝的螺栓头平行。通过将螺丝拧紧到端板810中以及螺栓头与夹紧条850-855之间的接触,夹紧条850-855被推动(例如,翻转)到外部。

图10b为根据本公开的一个实施方式的在图10a中所描绘的电池模块插入期间电池模块的底部夹紧条855的立体图。再一次,底部夹紧条855的底部部分在电池模块的插入期间不阻碍(即,不影响)底部凹槽锁定部件835,因为当底部夹紧条处于停驻状态中时,底部夹紧条855的底部部分保持短于底部间隙阈值1035a。

图10c为根据本公开的一个实施方式的在图10a中所示的电池模块完全插入电池模块隔间之后并且在底部夹紧条855转换成非停驻状态之前底部夹紧条855的侧面视图。某些部件(例如,密封部件1020a-1025a等)被省略以简化图10c的例示,但是被理解为是存在的。

图11a为根据本公开的一个实施方式的在图10a中所示的电池模块完全插入电池模块隔间中之后并且在底部夹紧条855移位到处于非停驻状态之后底部夹紧条855的侧面视图。在图11a中,底部夹紧条855从卡扣配件910a解除并且不再停靠在停驻肋905a上。相对于图10c中所描绘的停驻状态,底部夹紧条855降低,使得底部夹紧条855的底部部分延伸超过底部间隙阈值。虽然底部夹紧条855在图11a中以非停驻状态示出,但是底部夹紧条855还没有构造成将端板810夹紧到电池模块隔间。图11b为根据本公开的一个实施方式的处于如图11a中所示的非停驻状态中的底部夹紧条855的侧立体图。

图12a-12d为根据本公开的一个实施方式的一对顶部和底部夹紧条从停驻状态(例如,如在图10a-10c中)到非停驻状态(例如,如在图11a-11b中)的示例性转换顺序。

参考图12a,以停驻状态示出顶部夹紧条1200和底部夹紧条1205。此时,非停驻工具1210布置(例如,通过技术人员或机器)在顶部夹紧条1200与底部夹紧条1205之间。在一个示例中,非停驻工具1210可由塑料、金属或一些其他合适的材料制成。

参考图12b,非停驻工具1210开始转动,从而将非停驻工具1210的相对的末端放置成与此时仍然处于停驻状态中的顶部夹紧条1200和底部夹紧条1205相接触。

参考图12c,非停驻工具1210继续转动,从而将向上的力放置到顶部夹紧条1200并将向下的力放置到夹紧条1205上。相应的向上的力和向下的力使顶部夹紧条1200和底部夹紧条1205从卡扣配件910a解除,并且使顶部夹紧条1200和底部夹紧条1205移动到非停驻状态中。

参考图12d,移除非停驻工具1210,并且以螺丝1215和1220固定顶部夹紧条1200和底部夹紧条1205。在一个示例中,可在添加螺丝1215和1220之后移除非停驻工具1210。在一个替代性的示例中,将处于停驻状态的顶部夹紧条1200和底部夹紧条1205保持为卡扣在适当位置的突出部可进一步用于暂时地固定处于非停驻状态的顶部夹紧条1200和底部夹紧条1205。在这种情况下,可在添加螺丝1215和1220之前移除非停驻工具1210,因为顶部夹紧条1200不会在一移除非停驻工具1210时就简单地离开非停驻状态。

虽然图12a-12d的顺序在图12d处开始添加螺丝1215-1220,但是在其他实施方式中,螺丝1215-1220可在电池模块被插入之前部分旋拧到端板中(例如,在电池模块插入之前将夹紧条夹持器部件附接到端板)。在这种情况下,尽管未明确地示出,螺丝1215-1220可在图12a-12c中所描绘的操作期间是存在的。

图13a为根据本公开的一个实施方式的在图10a中所示的电池模块完全插入电池模块隔间中之后,在顶部和底部夹紧条850-855移位到处于非停驻状态(例如,如在图11a-12d中)之后,并且在顶部和底部夹紧条850-855分别抵靠顶部凹槽锁定部件830和底部凹槽锁定部件835锁定之后电池模块的侧面视图。具体来说,如图10a中所示,顶部和底部夹紧条850-855分别基于旋拧到螺丝孔1000a-1005a中的螺丝1300a-1305a抵靠顶部凹槽锁定部件830和底部凹槽锁定部件835锁定。

图13b为根据本公开的一个实施方式的在螺丝1305a被进一步拧紧时图13a中的底部夹紧条855的侧面视图。在图13b中,在螺丝1305a被进一步拧紧时,如以上各种实施方式中所论述的,夹紧压力施加在端板810与电池模块隔间之间。在螺丝1305a被拧紧并且夹紧压力增加时,底部夹紧条855永久地变形(即,塑性变形),如图13b中所示,这确保了使公差均衡的均匀夹紧力。

图14为根据本公开的一个实施方式的将电池模块插入电池模块隔间中的过程。在一个示例中,图14的过程可通过电池操作实体(例如,技术人员、用于自动将电池模块插入电池模块隔间中的机器,等)操作以上在图8a-13b中所描述的部件执行。

参考图14,在方框1400处,电池操作实体配置固定到电池模块的端板的夹紧条夹持器部件,使得多个夹紧条以停驻状态被夹持在多个夹紧条夹持器中,其中,每个夹紧条的停驻状态是夹紧条由相应的夹紧条夹持器固定在相应的间隙阈值内,以便允许电池模块被插入电池模块隔间中和/或从电池模块隔间中移除。图8a-8b、8d-10c、12a-12b中示出了如方框1400中配置的夹紧条夹持器部件的示例。

参考图14,在方框1405处,当每个夹紧条保持处于停驻状态(例如,如图10a-10c中所示)时,电池操作实体将电池模块插入电池模块隔间中。在方框1410处,电池操作实体在方框1405的插入步骤之后使每个夹紧条从停驻状态转换到非停驻状态,其中,每个夹紧条的非停驻状态是夹紧条延伸出相应的夹紧条夹持器超过间隙阈值,以便阻挡电池模块从电池模块隔间中移除。例如,电池操作实体可将非停驻工具1210用于方框1410的转换步骤。在方框1410之后,将附接机构施加在每个夹紧条与端板之间以将端板夹紧到电池模块隔间。例如,附接机构可包括螺丝、铆钉、焊接金属件或其任何组合。

图15为根据本公开的一个实施方式的从电池模块隔间中移除电池模块的过程。类似于图14,在一个示例中,图15的过程可通过电池操作实体(例如,技术人员用于自动将电池模块从电池模块隔间中移除的机器等)执行。虽然以上所述的各图是针对电池模块的插入,但是将理解的是,电池模块的移除类似于插入(除在相反的方向上之外),使得除了电池模块的插入之外,针对插入的图可用来表示电池模块的移除(例如,图10a可通过使描绘电池模块移动的箭头反向来表示电池模块的移除,等等)。

参考图15,在方框1500处,电池操作实体在电池模块插入电池模块隔间中时配置固定到电池模块的端板的夹紧条夹持器部件,使得多个夹紧条以非停驻状态被夹持在多个夹紧条夹持器中,其中,每个夹紧条的非停驻状态是夹紧条延伸出相应的夹紧条夹持器超过相应的间隙阈值,以便阻挡电池模块从电池模块隔间中移除。例如,电池操作实体可将非停驻工具1210用于方框1500处的配置步骤。

参考图15,在方框1505处,电池操作实体使每个夹紧条从非停驻状态转换到停驻状态,其中,每个夹紧条的停驻状态是夹紧条由相应的夹紧条夹持器固定在相应的间隙阈值内,以便允许电池模块插入电池模块隔间中和/或从电池模块隔间中移除。例如,在方框1505期间或在方框1505之后,移除每个夹紧条与端板之间的附接机构以从电池模块隔间处松开端板,在此之后,夹紧条(多个)可被操纵到处于非停驻状态。在一个示例中,附接机构可包括螺丝、铆钉、焊接金属件或其任何组合。在方框1510处,电池操作实体在方框1505的转换步骤之后从电池模块隔间中移除电池模块。

虽然以上所描述的实施方式主要涉及夹紧条经由螺丝(或螺栓)附接到电池模块端板的情形,但是其他实施方式可针对夹紧条与电池模块端板之间的不同类型的附接机构。例如,可使用铆钉代替螺丝或螺栓作为附接机构。在又一个示例中,金属件可通过夹紧条中的孔插入,然后被焊接到电池模块端板。在这种情况下,附接机构为焊接金属件。因此,本公开的各种实施方式不意图限于将螺丝或螺栓作为夹紧条到端板的附接机构。

虽然上述实施例主要涉及地面上的电动运载工具(例如,汽车,卡车等),但是应当理解的是,其他实施例可以部署关于任何类型的电动运载工具(例如,小船,潜艇,飞机,直升机,无人驾驶飞机,宇宙飞船,航天飞机,火箭等)的各种电池相关实施例。

虽然上述实施例主要涉及用于作为电动运载工具的能量存储系统的一部分进行部署的电池模块隔间和相关的电池模块以及插入端端盖,应当理解的是,其他实施例可以部署关于任何类型的储能系统的各种电池相关的实施例。举例而言,除了电动运载工具之外,上述实施例可以应用于例如家庭储能系统(例如,为家庭电力系统提供电力存储)、工业或商业储能系统(例如,为商业或工业电力系统提供电力存储)、电网储能系统(例如,为公共电力系统或电力网提供电力存储)等储能系统。

可以理解的是,上述实施例中的各种电池模块隔间的布置描述为集成到电动运载工具的车辆地板中。然而,应当理解的是,一般的封闭隔间轮廓的设计可以扩展到能够安装在电动运载工具内的其他位置(例如,在电动运载工具的后备箱中,在一个或多个汽车座椅后面,在电动运载工具的引擎盖下,等)的电池模块安装区域。

以上描述旨在使得本领域技术人员能够做出或使用本公开的实施方式。然而,应该该理解的是,由于对于本领域技术人员而言,如何对这些实施方式做出各种修改是显而易见的,因此本公开不限于本文公开的具体方案、工艺步骤和材料。也就是说,在不脱离本公开的实施方式的精神或范围的情况下,本文中给出的普遍原理可应用于其他实施方式。

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