动力电池组维修面板的制作方法

本公开涉及一种维修面板，并且更具体地，涉及附接维修面板，使得该维修面板覆盖动力电池组的外壳中的维修开口。

背景技术：

电动化车辆与传统机动车辆不同，因为电动化车辆是选择性地使用由动力电池组供电的一个或多个电机来驱动的。电机可以代替内燃发动机来驱动电动化车辆，或者是对内燃发动机的补充。示例性电动化车辆包括混合动力电动车辆(hev)、插电式混合动力电动车辆(phev)、燃料电池车辆(fcv)和纯电动车辆(bev)。

动力电池组可以用于选择性地为电动化车辆的电机和其他电气负载供电。动力电池可以安装在车身结构的外部。动力电池组包括多个互连的电池单元和容纳在外壳内的其他部件。电池单元存储能量以为电气负载供电。

传统上，外壳是金属或金属合金。现在有些外壳是聚合物基的材料。有时，可能需要通过外壳内的开口对部件进行维修。

技术实现要素：

根据本公开的示例性方面的电池总成包括限定内部空间的外壳和设置在所述外壳的壁内的框架等部件。所述框架包括保持特征，所述保持特征被构造成将维修面板保持在其中所述维修面板覆盖通向所述内部空间的开口的位置。

在前述总成的进一步非限制性实施例中，所述外壳是聚合物基材料，并且所述框架是金属或金属合金。

在任何前述总成的进一步非限制性实施例中，所述壁围绕所述框架的至少一部分成型，使得所述框架与所述壁模内注塑成型。

在任何前述总成的进一步非限制性实施例中，所述框架围绕所述开口的周边延伸。

任何前述总成的进一步非限制性实施例包括由所述框架界定的所述壁的维修盖。所述壁的维修盖被构造成与所述壁的其他部分分离以提供所述开口。

任何前述总成的进一步非限制性实施例包括由所述框架界定的所述壁的撕条。将所述撕条与所述壁分离会使所述维修盖与所述壁的其他部分分离。

在任何前述总成的进一步非限制性实施例中，可维修部件固定到所述维修盖的面向所述内部空间的一侧。替换部件固定到所述维修面板的一侧。所述替换部件被构造成：在所述壁的所述维修盖与所述壁的所述其他部分分离并且所述维修面板保持在其中所述维修面板覆盖通向所述内部空间的所述开口的所述位置时，替换所述可维修部件。

任何前述总成的进一步非限制性实施例包括所述维修面板的锁定板。所述锁定板被构造成从与所述保持特征脱离的位置移动到与所述保持特征接合的位置。

任何前述总成的进一步非限制性实施例包括所述维修面板的盖板。当所述锁定板处于所述接合位置时，所述锁定板将所述盖板保持在覆盖所述开口的位置。

在任何前述总成的进一步非限制性实施例中，所述壁沿着平面设置，并且当从所述脱离位置转变到所述接合位置时，所述锁定板沿与所述平面对齐的方向移动。

在任何前述总成的进一步非限制性实施例中，所述开口是维修开口，并且所述内部空间容纳至少一个可维修零件。

任何前述总成的进一步非限制性实施例包括所述外壳和所述维修面板作为电动化车辆的动力电池组的部分。

根据本公开的另一个示例性方面的方法包括：将维修面板转变到与保持特征接合的位置以将所述维修面板固定在其中所述维修面板覆盖外壳中的开口的位置。所述保持特征由设置在所述外壳的壁内的框架提供。

在前述方法的另一个示例中，所述外壳是聚合物基材料，并且所述框架是金属或金属合金。

在前述方法的另一个示例中，所述壁围绕所述框架的至少一部分成型，使得所述框架与所述壁模内注塑成型。

在前述方法的另一个示例中，所述框架围绕所述开口的周边延伸。

在前述方法的另一个示例中，所述壁沿着平面设置，并且当将所述维修面板从脱离位置转变到所述接合位置时，所述维修面板的锁定板沿与所述平面对齐的方向移动。

上述方法的另一个示例包括，在所述覆盖之前，通过将维修盖与所述壁的其他部分分离，在所述外壳中建立所述开口。所述维修盖与所述外壳的壁一体地形成。

上述方法的另一个示例包括通过从所述壁上撕下撕条来分离所述维修盖。

在前述方法的另一个示例中，可维修部件固定到所述维修盖的面向所述内部空间的一侧，并且替换部件固定到所述维修面板的一侧。所述替换部件被构造成：在所述壁的所述维修盖与所述壁的所述其他部分分离并且所述维修面板处于所述接合位置时，替换所述可维修部件。

前述段落、权利要求或以下具体实施方式和附图的实施例、示例和替代方案，包括它们的各个方面或相应的各个特征中的任何一个，可以独立地或以任何组合方式进行。结合一个实施例描述的特征适用于所有实施例，除非此类特征是不兼容的。

附图说明

根据具体实施方式，所公开的示例的各种特征和优点对于本领域技术人员而言将变得显而易见。随附于具体实施方式部分的附图可简要描述如下：

图1示出了电动化车辆的示例性动力传动系统的示意图。

图2示出了来自图1的动力传动系统的与车架相邻固定的动力电池组的侧视图。

图3示出了图2的动力电池组的透视图。

图4示出了图3的动力电池组的壁的一个区域的特写视图，该区域包括维修盖和至少部分嵌入壁中的框架。

图5示出了图4的框架的透视图。

图6示出了沿图4中的线6-6截取的截面图。

图7示出了图4中所示的区域，其中维修盖与外壳的壁分离，以提供通向外壳内部空间的开口。

图8示出了覆盖图7的开口的维修面板。

图9示出了维修面板的盖板的透视图。

图10示出了图9的盖板，其中盖板处于覆盖图7的开口的位置。

图11示出了锁定板的透视图，所述锁定板从与框架脱离的位置转变到与框架接合的位置，以将盖板保持在图10的位置。

图12示出了处于脱离位置的图11的锁定板。

图13示出了沿图8中的线13-13截取的截面图。

图14示出了根据另一个示例性实施例的具有壁的维修盖部分的动力电池组。

图15示出了沿图14中的线15-15截取的截面图。

图16示出了可以结合图14和图15的实施例使用的替换盖板的侧视图。

具体实施方式

本公开涉及一种可以覆盖动力电池组外壳的开口的维修面板。开口可以是通过移除与外壳一体地形成的维修盖而在外壳内建立的维修开口。

维修面板固定到框架，所述框架至少部分地设置在动力电池组外壳内。框架和动力电池组外壳可以通过模内注塑成型工艺相对于彼此固定。

图1示意性地示出了用于电动化车辆的动力传动系统10。尽管被描绘为混合动力电动车辆(hev)，但应理解，本文所述的概念并不限于hev并且可以扩展到任何其他类型的电动化车辆，包括但不限于插电式混合动力电动车辆(phev)、纯电动车辆(bev)、燃料电池车辆等。

动力传动系统10包括具有多个电池阵列18的动力电池组14、内燃发动机20、马达22和发电机24。马达22和发电机24是不同的电机类型。马达22和发电机24可以是分开的或具有组合式马达发电机的形式。

在这个实施例中，动力传动系统10为采用第一驱动系统和第二驱动系统的功率分流动力传动系统。第一驱动系统和第二驱动系统生成扭矩以驱动一组或多组车辆驱动轮28。第一驱动系统包括发动机20和发电机24的组合。第二驱动系统至少包括马达22、发电机24和动力电池组14。马达22和发电机24是动力传动系统10的电动驱动系统的部分。

发动机20和发电机24可以通过动力传递单元30(诸如行星齿轮组)连接。当然，其他类型的动力传递单元(包括其他齿轮组和变速器)可以用于将发动机20连接到发电机24。在一个非限制性实施例中，动力传递单元30为行星齿轮组，该行星齿轮组包括齿圈32、太阳齿轮34和行星架总成36。

发电机24可以由发动机20通过动力传递单元30驱动，以将动能转换成电能。发电机24可以替代地用作马达来将电能转换成动能，从而将扭矩输出到连接至动力传递单元30的轴38。

动力传递单元30的齿圈32连接到轴40，轴40通过第二动力传递单元44连接到车辆驱动轮28。第二动力传递单元44可以包括具有多个齿轮46的齿轮组。在其他示例中可以使用其他动力传递单元。

齿轮46将扭矩从发动机20传递到差速器48，以最终向车辆驱动轮28提供牵引力。差速器48可以包括能够将扭矩传递到车辆驱动轮28的多个齿轮。在该示例中，第二动力传递单元44通过差速器48机械地联接到车桥50，以将扭矩分配给车辆驱动轮28。

通过向同样连接到第二动力传递单元44的轴52输出扭矩，马达22可以选择性地用于驱动车辆驱动轮28。在这个实施例中，马达22和发电机24配合作为再生制动系统的一部分，其中马达22和发电机24两者均可以用作马达来输出扭矩。例如，马达22和发电机24可以各自向动力电池组14的充电单元输出电力。

现在参考图2，动力电池组14包括容纳多个电池阵列18和其他部件62的外壳60。外壳60通常包括托盘64和盖68。电池阵列18和其他部件62保持在设置在托盘64与盖68之间的内部空间70中。

在示例性非限制性实施例中，外壳60是聚合物基外壳，诸如热塑性塑料。示例性外壳60可以是例如纯净的或纯的热塑性塑料。在其他示例中，外壳60可以包括其他类型的具有增强纤维(诸如玻璃或碳，或其他填料，诸如滑石或玻璃珠)的热塑性塑料和热固性材料。

托盘64沿着界面72密封到盖68。可以使用振动焊接、激光焊接、红外焊接、粘合剂或其他接合方法将托盘64固定到盖68并提供密封。示例性界面72围绕动力电池组14的周边连续延伸。

外壳60具有多个水平朝向侧80，这些水平朝向侧在底部竖直朝向侧84和顶部竖直朝向侧88之间延伸。在这个示例中，托盘64提供底部竖直朝向侧84和水平朝向侧80的一部分，并且盖68提供顶部竖直朝向侧88和水平朝向侧80的另一部分。出于本公开的目的，侧80、84、88可以被认为是外壳60的壁。许多其他示例包括具有其他取向的侧，诸如从底部竖直朝向侧84以某个角度延伸到顶部竖直朝向侧88的侧。

出于本公开的目的，竖直方向和水平方向参考的是地面或地平线。因此，在图2中，竖直方向沿竖直轴线v延伸，该竖直轴线从底部竖直朝向侧84延伸到顶部竖直朝向侧88。水平轴线h在垂直于竖直轴线v的方向上延伸。

示例性动力电池组14通过至少一根条带96保持在车架92上。在其他示例中，动力电池组14以某种其他方式用螺栓固定或保持到车架92。条带96沿着壳体60的底部竖直朝向侧84延伸。条带96的相对端直接固定到车架92。将条带96固定到车架92会将动力电池组14相对于车架92竖直向上拉，这可以将动力电池组14在车架92与条带96之间压紧。

在外壳内，电池阵列18容纳在阵列部分100内，而其他部件62容纳在可维修部分104内。阵列部分100可以通过外壳60内部的内壁108与可维修部分104分离。内壁108将内部空间70分成两个或更多个不同的区段。

可维修部分104内的部件62可以包括以下部件中的一个或多个：电池控制模块(bcm)、总线电气中心(bec)、控制模块、电子器件、高压电缆、保险丝、电池单元(如果电池阵列18是可维修的)或动力电池组14的任何其他部件。部件62可以替代地或另外包括辅助控制和/或管理动力电池组14的其他部件。

在这个示例中，部件62是可维修部件，并且电池阵列18是不可维修部件。在另一个示例中，电池阵列18可以是可维修部件。

出于本公开的目的，可维修部件可以包括可以修理、替换或评估以允许动力电池组14在动力传动系统10(图1)内继续使用的任何部件。可以理解，修理、替换或评估可能需要接近外壳60内的可维修部件。接近点可能会为污染物进入外壳60的内部空间70提供通道，这是不期望发生的。

现在参考图3至图7，同时继续参考图2，外壳60包括维修盖112，该维修盖与外壳60的盖68一体地形成。可以移除维修盖112以提供接近可维修部件的入口。外壳60包括位于盖68的顶部竖直朝向侧88的维修盖112，在另一个示例中，维修盖112位于盖68的另一侧，或者位于托盘64中。此外，除了维修盖112之外，外壳60还可以包括其他维修盖。

撕条116围绕维修盖112的周边周向分布。框架120围绕撕条116和维修盖112的周边周向分布。框架120至少部分地设置在外壳60的盖68内。

当需要接近内部空间70内的部件时，拉动撕条116，可以将维修盖112与盖68分离，以在盖68中提供维修开口124。然后，技术人员可以通过维修开口124接近内部空间70内的部件62。除非拉动撕条116，否则维修盖112会阻止污染物通过维修开口124进入内部空间70。由于当撕条116被移除时，维修盖112与盖68分离，因此在维修之后重新使用维修盖112来覆盖维修开口124是不可能的。

在其他示例中，不使用撕条116并且以某种其他方式移除维修盖112，诸如冲压出维修盖112或切割出维修盖112。

现在参考图8至图13，在完成对内部空间70内的部件62的维修之后，可以使用维修面板128来覆盖维修开口124。维修面板128保持在与框架120接合的位置，以将维修面板128保持在覆盖维修开口124的位置。

框架120可以是金属或金属合金。框架120可以是与盖68的材料不同的另一种类型的材料。框架120和盖68可以利用模内注塑成型工艺相对于彼此固定。在模内注塑成型期间，盖68的材料可以在包含框架120的模腔内固化。在固化之后，框架120由盖68保持，并且框架120被认为成型在盖68中。因此，在这个示例中，不需要额外的附件来将框架120相对于盖68固定。

示例性框架120包括围绕维修盖112的周边分布的保持特征132，并且当维修盖112被移除时，保持特征132围绕维修开口124的周边分布。保持特征132提供稳健的附接特征，用于相对于盖68固定维修面板128。

维修面板128通常包括盖板136和锁定板140。当最初利用维修面板128覆盖维修开口124时，盖板136定位在维修开口124上方，如图10所示。

密封件144可以用于密封盖板136与盖68之间的界面。在这个示例中，密封件144最初被施加到盖板136。例如，密封件144可以是可压缩的泡沫橡胶。

盖板136包括凹口148，凹口148允许盖板136抵靠盖68移动而不受保持特征132的干涉，保持特征132从盖68的周围区域略微突出。

与外壳60一样，维修面板128的盖板136可以是冲压的或铸造的金属或金属合金。盖板136可以替代地由聚合物基材料成型而成。盖板136的组成材料可以与外壳60的精确材料组成不同，例如，盖板136可以结合利用增强纤维的热塑性塑料，诸如玻璃纤维基体或碳纤维基体，而外壳60可以由不含增强纤维的热塑性塑料形成。

盖板136还可以另外利用一排加强肋150来增强或加强。在这个示例中，肋150设置在盖板136的内侧上，并且由密封件144界定。肋150的其他位置可以包括盖板136的面向外部的表面，或不受密封件144界定的区域。

在定位盖板136之后，锁定板140从图12的位置移动到图8和图13的位置，其中盖板136夹在盖68上。然后，维修面板128位于与框架120的保持特征132接合的位置。在接合位置，维修面板128覆盖维修开口124。

锁定板140包括多个孔152，所述多个孔具有相对于保持特征132尺寸过大的第一部分156和相对于保持特征132尺寸过小的第二部分160。当锁定板140最初移动到图12的位置时，保持特征132穿过孔152的尺寸过大的第一部分156。

使锁定板140沿方向d从图12的位置滑动到图8和图13的位置会使保持特征132重新定位在孔152的尺寸过小的第二部分160内。然后将锁定板140的一部分保持在保持特征132与框架120的其余部分之间。这将锁定板140保持在盖板136和盖68上。值得注意的是，方向d在框架120的区域中与盖68的平面对齐。

锁定板140可以包括与孔152中的一个或多个相关联的凸起区域166。当锁定板140处于接合位置时，凸起区域166移动到保持特征132的对应棘爪170中，这阻止锁定板140沿方向d和沿与方向d相反的方向移动。

在一些示例中，可以将弹簧锁特征成型到盖68中。当锁定板140处于接合位置时，弹簧锁特征有助于防止锁定板140退出接合位置。

在这个示例中，锁定板140是金属或金属合金。这种材料可能有利于将维修面板128牢固地附接到框架的保持特征132。在其他示例中，锁定板140可以是聚合物，如盖板136的聚合物基材料。如果是聚合物，则锁定板140可以结合增强纤维。

将锁定板140与盖板136结合使用可以提供稳健附接，其中框架120具有相对轻质结构。具有聚合物基盖板136的维修面板128例如比类似尺寸的全金属维修面板更轻。

在一些示例中，锁定板140在从框架120脱离时将信号传送到控制模块，作为响应，控制模块使与电池组14相关联的接触器打开。这个特征可以有利于阻止通过维修开口124在电池组14上工作的技术人员暴露于高电压。这个功能性可以通过开关174实施，开关174在锁定板140和框架120分离时将打开(图12)并且在锁定板140和框架120通过弹簧锁的金属触点接合时将闭合(图13)，或作为单独的开关。

现在参考图14至图16，根据本公开的另一个示例性实施例的维修盖112a包括位于外侧的连接器线束178和位于面向内部的一侧的模块182。模块182可以是例如bcm或一些其他类型的模块。模块182集成在维修盖112a中。维修盖112a是维修面板128a的可以从盖68a移除的盖板136a。

模块182的维修程序可以涉及通过使维修面板128a的锁定板140a从框架120a脱离来移除盖板136a。与框架120一样，框架120a可以与盖68模内注塑成型。

然后可以在修理好模块182之后重新安装相同的盖板136a。替代地，如果需要，可以用(新)替换盖板来替换盖板136a。替换模块和可选地替换连接器线束固定到维修面板的新盖板，这可以简化组装。

在其他示例中，模块182可以固定到维修盖，例如，维修盖必须通过撕条从盖68a的其余部分移除。

结合图14至图16的实施例描述的技术可以用于替换动力电池组的连接器、模块和其他部件，而基本上不与电池组的内部空间相互作用。

所公开示例的特征包括可以用于覆盖外壳的维修开口的维修面板。框架结合到外壳中以有利于维修面板和外壳的其余部分之间的稳健连接。框架提供了一种相对低调的方式来固定维修面板。在一些示例中，不需要额外的机械紧固件来固定维修面板，这降低了复杂性。

维修面板可以可选地结合替换部件，以便于用相对简单的方法来替换动力电池组内的模块。

前面的描述在本质上是示例性的而不是限制性的。对所公开的示例进行的不需要脱离本公开的实质的变化和修改对于本领域技术人员而言会变得显而易见。因此，赋予本公开的法律保护范围只能通过研究所附权利要求书来确定。

根据本发明，提供了一种电池总成，其具有：限定内部空间的外壳；和设置在所述外壳的壁内的框架，所述框架包括至少一个保持特征，所述至少一个保持特征被构造成将维修面板保持在其中所述维修面板覆盖通向所述内部空间的开口的位置。

根据实施例，所述外壳是聚合物基材料，并且所述框架是金属或金属合金。

根据实施例，所述壁围绕所述框架的至少一部分成型，使得所述框架与所述壁模内注塑成型。

根据实施例，所述框架围绕所述开口的周边延伸。

根据实施例，本发明的特征还在于由所述框架界定的所述壁的维修盖，所述壁的所述维修盖被构造成与所述壁的其他部分分离以提供所述开口。

根据实施例，本发明的特征还在于由所述框架界定的所述壁的撕条，其中将所述撕条与所述壁分离会使所述维修盖与所述壁的其他部分分离。

根据实施例，本发明的特征还在于固定到所述维修盖的面向所述内部空间的一侧的可维修部件，其中替换部件固定到所述维修面板的一侧，所述替换部件被构造成：在所述壁的所述维修盖与所述壁的所述其他部分分离并且所述维修面板保持在其中所述维修面板覆盖通向所述内部空间的所述开口的所述位置时，替换所述可维修部件。

根据实施例，本发明的特征还在于所述维修面板的锁定板，所述锁定板被构造成从与所述至少一个保持特征脱离的位置移动到与所述至少一个保持特征接合的位置。

根据实施例，本发明的特征还在于所述维修面板的盖板，当所述锁定板处于所述接合位置时，所述锁定板将所述盖板保持在覆盖所述开口的位置。

根据实施例，所述壁沿着平面设置，并且当从所述脱离位置转变到所述接合位置时，所述锁定板沿与所述平面对齐的方向移动。

根据实施例，所述开口是维修开口，并且所述内部空间容纳至少一个可维修零件。

根据实施例，所述外壳和所述维修面板是电动化车辆的动力电池组的部分。

根据本发明，一种方法包括：将维修面板转变到与至少一个保持特征接合的位置，以将所述维修面板固定在其中所述维修面板覆盖外壳中的开口的位置，所述至少一个保持特征由设置在所述外壳的壁内的框架提供。

根据实施例，所述外壳是聚合物基材料，并且所述框架是金属或金属合金。

根据实施例，所述壁围绕所述框架的至少一部分成型，使得所述框架与所述壁模内注塑成型。

根据实施例，所述框架围绕所述开口的周边延伸。

根据实施例，所述壁沿着平面设置，并且当将所述维修面板从脱离位置转变到所述接合位置时，所述维修面板的锁定板沿与所述平面对齐的方向移动。

根据实施例，本发明的特征还在于，在所述覆盖之前，通过将维修盖与所述壁的其他部分分离，在所述外壳中建立所述开口，所述维修盖与所述外壳的所述壁一体地形成。

根据实施例，上述发明的特征还在于，通过从所述壁上撕下撕条来分离所述维修盖。

根据实施例，本发明的特征还在于，可维修部件固定到所述维修盖的面向所述内部空间的一侧，其中替换部件固定到所述维修面板的一侧，所述替换部件被构造成：在所述壁的所述维修盖与所述壁的所述其他部分分离并且所述维修面板处于所述接合位置时，替换所述可维修部件。