集成电池和电池电控制器的制作方法

1.本发明涉及电池系统领域，更具体地，涉及用于车辆的集成电池和电池电控制器。


背景技术：

2.大多数车辆包括用于启动、操作电气部件、用于为驱动马达提供动力等的电池。通常，电池电控制器(battery electrical controller：bec)用于控制和分配来自电池的电力给车辆中的一个或多个部件。bec协调对电池的负载控制，以便建立期望的性能指标。因此，电池通过第一组电缆连接到bec，而bec通过另一组电缆连接到车辆中的部件。对多根电缆的需求导致电阻增加，降低了系统性能
3.工作时，电池和bec经常需要冷却。电池通常包括散热器和/或暴露于气流中。在某些情况下，气流通过管道输送到电池。类似地，bec通常安装在散热器上，并设置有空气供应源，以消除任何可能降低整体操作效能的累积热量。考虑到发动机罩下放可用空间的缺乏，通常很难有效地为电池和bec提供热调节。因此，业界将希望一种可以消除对多根电缆的需要并为电池和bec提供有效热管理的系统。


技术实现要素：

4.公开了一种用于车辆的电池系统，包括电池托盘，该电池托盘具有共同限定接收区的底壁、多个侧壁和盖子。通风口包括暴露于电池接收区的入口和出口。电池被底壁支撑。电池电控制器(bec)布置在接收区中并直接连接到电池。
5.除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括bec被支撑在底壁上，电池被支撑在bec上。
6.除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括bec包括下表面，该下表面包括与所述出口流体连接的一个或多个通风口。
7.除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括bec包括上表面，所述上表面包括与所述通风口流体连接的空气出口和多个凸点，所述电池放置在所述多个凸点上。
8.除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括安装到底壁、多个侧壁和盖子中之一的电缆连接部，该电缆连接部直接连接到bec。
9.除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括底壁包括第一底壁和通过接收区与第一底壁隔开的第二底壁。
10.除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括电池由第二底壁支撑，电池通过第二底壁直接连接到bec。
11.除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括电池包括与bec接合的电连接器。
12.除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括安装到第二底壁的闩锁系统，该闩锁系统将电池固定到bec。
13.除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括电池是铅酸电池、nimh电池和锂聚合物(lipo)电池之一。
14.还公开了一种车辆，包括限定乘客舱的主体；电部件；电池系统，可操作地连接到所述电部件。所述电池系统包括:电池托盘，包括共同限定接收区的底壁、多个侧壁和盖子；通风部，包括暴露于接收区的入口和出口；电池，被底壁支撑；和电池电控制器，即bec,布置在接收区中并直接连接到电池。
15.除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括bec被支撑在底壁上，电池被支撑在bec上。
16.除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括bec包括下表面，该下表面包括与所述通风口流体连接的一个或多个通风口。
17.除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括底壁包括第一底壁和通过接收区与第一底壁隔开的第二底壁。
18.除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括电池由第二底壁支撑，电池通过第二底壁直接连接到bec。
19.除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括安装到第二底壁的闩锁系统，该闩锁系统将电池固定到bec。
20.还公开了一种对车辆电池系统进行通风的方法，包括将电池直接连接到电池电控制器(bec)，将电池和bec支撑在电池托盘上，将气流引入连接到电池托盘的管道中，并使气流流过电池和bec。
21.除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括将电池直接连接到bec包括将电池上的端子插入到bec上的端子接收器中。
22.除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括使气流流过电池和bec包括使气流流过电池和bec之间的间隙。
23.除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括使气流流过电池和bec包括使气流流过bec进入间隙。
24.当结合附图时，从以下详细描述中，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点将变得显而易见。
附图说明
25.其他特征、优点和细节仅通过示例的方式出现在以下详细描述中，详细描述参考附图，其中:
26.图1描绘了根据非限制性示例的具有包括集成电池和电池电控制器(bec)的电池系统的车辆；
27.图2描绘了根据非限制性示例的图1的电池系统的局部截面侧视图；
28.图3描绘了根据非限制性示例的bec的仰视图；
29.图4描绘了根据非限制性示例的bec的俯视图；
30.图5描绘了根据非限制性示例的bec的侧视图；
31.图6描绘了根据另一个非限制性示例的图1的电池系统的局部截面侧视图；
32.图7描绘了根据又一个非限制性示例的图1的电池系统的局部截面侧视图；
33.图8描绘了根据非限制性示例的图7的电池系统的bec的仰视图；
34.图9描绘了根据非限制性示例的图7的电池系统的俯视图；
35.图10描绘了根据非限制性示例的处于打开、解锁状态的图7的电池系统的闩锁系统；和
36.图11描绘了根据非限制性示例的处于锁定状态的图10的闩锁系统。
具体实施方式
37.以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、其应用或用途。应当理解，在所有附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。
38.根据非限制性示例，车辆在图1中总体上由10表示。车辆10包括由多个车轮支撑的车身12，总体用14表示。车身12包括乘客舱16和电池舱18。电池系统20布置在电池舱18中。电池系统20连接到车辆10中的一个或多个电气部件22，例如动力系统、附件、起动器电机和/或类似物。在这一点上，应该理解的是，虽然显示为位于车辆10的前部，但是电池舱18可以布置在各种位置，包括车辆10的中部或车辆10的后部。
39.现在将参照图2-5描述根据非限制性示例的电池系统20。电池系统20包括具有底壁32和多个侧壁35的电池托盘30。多个侧壁35包括第一侧壁36和第二侧壁38以及第三和第四侧壁(未示出)。底壁32和多个侧壁35限定了接收区42，该接收区42可以接收一个或多个电池系统部件，这将在本文中详细描述。盖子44可以设置在电池托盘30上。
40.在非限制性示例中，通风系统46连接到电池托盘30。通风系统46包括具有入口52和出口54的管道50。入口52可以布置在例如车辆10的前格栅(未单独标出)附近。出口54通向接收区42。在非限制性示例中，电池电控制器(bec)60被支撑在底壁32上。bec 60电联接到设置在第二侧壁38上的电缆连接部62。电缆64连接到电缆连接部62。电缆64向一个或多个车辆部件(未示出)提供动力，例如向多个车轮14中的一个或多个提供动力的起动器电机、混合动力发动机或电动机。
41.在非限制性示例中，bec 60包括上表面66和下表面68。下表面68通过间隙或通道70与底壁32隔开，并且包括多个通风口72，通风口72可以接收从出口54通经过的气流。气流的方向和流动路径可以变化。如图4所示，上表面66包括多个空气出口74。在一个非限制性的例子中，上表面66也可以包括多个凸点78，如图5所示。
42.电池82布置在接收区42中，并由多个凸点78支撑在bec 60的上表面66上。这样，在上表面66和电池82之间限定了间隙或通道84。在非限制性示例中，电池82包括电连接器86，其直接插入bec 60中的连接器接收器88中。电池82可以采用锂聚合物(lipo)电池的形式。当然，应该理解，电池82可以拥有多种电池化学物质中的一种，包括铅酸、镍金属氢化物(nimh)等。
43.在非限制性示例中，通风系统46提供经由通道70进入bec 60、流入通道84并以热交换关系围绕电池82流动的气流。通过集成bec 60和电池82，单个通风系统可以提供降低两个电池系统部件(例如，电池82和bec 60)的工作温度的期望气流。此外，通过为电池82提供直接插入bec 60的能力，用户可以容易地购买和更换电池，而不需要辅助。
44.现在将参照图6描述根据另一个非限制性示例的电池系统20。bec 60安装在电池82的顶部。bec 60通过从电池82向外伸出的电连接部94直接连接到电池82。bec 60联接到
设置在盖子44上的电缆连接器97。电缆连接器97电联接到电缆99，该电缆99从电池82经由bec 60向其他车辆部件(未示出)提供电力。
45.现在将参照图7-11描述根据另一个非限制性示例的电池系统112。电池系统112包括电池托盘118，电池托盘118包括第一底壁120、第二底壁122和在第一底壁120和第二底壁122之间延伸并将第一底壁120与第二底壁122连接的多个侧壁124。多个侧壁124包括第一侧壁127、第二侧壁128、第三侧壁129(图9)和第四侧壁130。第一底壁120、第二底壁122和多个侧壁124限定了接收区132。
46.bec 135布置在接收区132中，并被支撑在第一底壁120上。电池138包括被支撑在第二底壁122上的基座140。电池138可以采用lipo电池的形式。然而，如本文所述，电池138可具有各种电池化学性质。间隙或通道142限定在基座140和第二底壁122之间，另一个间隙或通道144限定在bec 135和第一底壁120之间。开口146被限定在第二底壁122中。开口146将接收区132与通道142流体连接。开口146允许流经通风系统46并流入bec 135及其周围的空气进入通道142以冷却电池138。开口146还提供了允许电池138上的电连接器150直接插入bec 135的路径。
47.在图7和8所示的非限制性示例中，bec 135包括上表面153和下表面155，下表面155包括与上表面153上的空气出口(未示出)流体连通的通风口157。利用这种布置，不仅空气可以围绕流动，而且可以流过bec 135，以增强热交换和降低工作温度，从而提高工作效率。进一步根据图7所示的非限制性示例，电缆连接器160安装在第二侧壁128上，并可操作地连接到bec 135。电缆连接器160支撑电缆162，电缆162通过bec 135从电池138向一个或多个车辆部件(未示出)供电。电池系统112还可以包括可以安装到第一侧壁127的外部充电和/或跳跃启动端口(external charging and/or jump starting port)165。
48.继续参考图7，在图10和11所示的非限制性示例中，电池系统112还包括闩锁系统170，该闩锁系统170将电池138可释放地保持在第二底壁122上。闩锁系统170包括多个闩锁元件，如第一侧壁127上的177所示。闩锁系统170可以在多个侧壁124的每一个上包括闩锁元件。每个闩锁元件177包括基座接合部分179和闩锁接合部分180。基座接合部分179夹持到电池138的基座140。闩锁接合部分180与闩锁止挡182连接，该闩锁止挡182将闩锁元件177保持在闩锁状态(图11)并防止闩锁元件177在打开状态下(图10)过度旋转。
49.在这一点上，应当理解，本文讨论的非限制性示例描述了一种集成电池系统，其不仅允许单个通风口冷却电池和bec，而且消除了对连接电池和bec的电缆的需要，同时使得操作者更容易维护。也就是说，操作者可以容易地更换电池和/或bec，而不需要专业人士的介入。还应该理解，虽然显示为位于电池下方或上方，但是bec也可以沿着电池托盘的侧壁或在电池托盘盖中布置。此外，虽然示出了根据一个非限制性示例的通风口的入口暴露于周围环境以将冷却气流引导到电池托盘中，但是在其他非限制性示例中，入口可以存在于发动机舱中，以便将加热气流输送到电池托盘中。
50.虽然已经参考示例性实施例描述了上述公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离其范围的情况下，可以进行各种改变并且等同物可以替代其元件。此外，在不脱离本公开的实质范围的情况下，可以进行许多修改以使特定的情况或材料适应本公开的教导。因此，意图是本公开不限于所公开的特定实施例，而是将包括落入其范围内的所有实施例。