具有对齐特征的多层牵引电池组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及一种用于机动车辆的牵引电池系统。
【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)和全混合动力电动车辆(FHEV)的车辆包括用作车辆能量源的牵引电池组件。所述牵引电池可包括辅助管理车辆性能和操作的部件和系统。所述牵引电池还可包括高电压部件。
【发明内容】
[0003]在一个实施例中，一种牵引电池组件包括一对电池单元阵列，所述一对电池单元阵列中的一个电池单元阵列堆叠在另一个电池单元阵列之上。每个电池单元阵列包括相对的端板，所述相对的端板被布置为在其间包括电池单元。每个端板限定相同数量的定位销容纳孔。所述一对电池单元阵列被布置为使得一个电池单元阵列的定位销容纳孔与另一个电池单元阵列的定位销容纳孔以孔对的方式对齐。中间托盘设置在所述一对电池单元阵列之间，并限定与所述孔对对齐的多个销过孔。销过孔的数量小于孔对的数量以使所述电池单元阵列相对于彼此定向。一个电池单元阵列的端板中的至少一个端板包括定位销，所述定位销延伸远离该端板，穿过所述销过孔中的一个并进入另一个电池单元阵列的定位销容纳孔中的一个。
[0004]在另一个实施例中，一种用于车辆的牵引电池组件包括:第一电池单元阵列，包括限定第一组孔的端板；第二电池单元阵列，包括限定第二组孔的端板，第二组孔与第一组孔对齐并与第一组孔相对而形成多个孔对。第一组孔中的至少一个包括从其延伸的销。中间托盘设置在所述第一电池单元阵列和第二电池单元阵列之间并限定多个销过孔，所述多个销过孔被布置为使得当第一电池单元阵列被正确地定位在第二电池单元阵列上时，所述销仅能够穿过所述销过孔中的一个被容纳并进入第二组孔中的一个中。
[0005]根据本发明的一个实施例，销过孔的数量小于孔对的数量，以防止所述电池单元阵列的不正确的装配。
[0006]根据本发明的一个实施例，第一电池单元阵列还包括前端板和后端板，其中，第二电池单元阵列还包括前端板和后端板，其中，第二电池单元阵列的前端板设置在第一电池单元阵列的前端板之上而形成前部阵列对，其中，第二电池单元阵列的后端板设置在第一电池单元阵列的后端板之上而形成后部阵列对。
[0007]根据本发明的一个实施例，在前部阵列对中的孔对的数量等于后部阵列对中的孔对的数量。
[0008]根据本发明的一个实施例，前部阵列对的孔对中的两个包括销，并且后部阵列对中的孔对中的一个包括销。
[0009]根据本发明的一个实施例，所述中间板包括设置在前部阵列对之间的前边缘部，其中，所述前边缘部包括与包括销的两个孔对对齐的两个销过孔。
[0010]根据本发明的一个实施例，所述中间板包括设置在后部阵列对之间的后边缘部，其中，所述后边缘部包括与包括销的一个孔对对齐的一个销过孔。
[0011]根据本发明的一个实施例，所述中间托盘还限定安装孔，所述安装孔被构造为容纳用于将中间托盘固定到所述第一电池单元阵列和第二电池单元阵列中的一个的紧固件。
[0012]根据本发明的一个实施例，所述中间托盘连接到第二电池单元阵列。
[0013]根据本发明的一个实施例，所述销包括附着到第一组孔中的一个的第一端和与第二组孔中的一个可滑动地接合的第二端。
[0014]根据本发明的一个实施例，第二组孔中的至少一个是盲孔。
[0015]根据本发明的一个实施例，第二组孔中的至少一个是限定在相应的端板的外表面中的开口槽。
[0016]在又一个实施例中，一种电池组件包括:下部阵列，包括具有向上伸出的销的相对的端板；上部阵列，包括具有销孔的相对的端板。上部阵列包括中间托盘，中间托盘限定孔，所述孔被定位为使得当阵列被正确地定向时，所述销可容纳在所述孔和所述销孔中，并使得当电池单元阵列沿相反的方向被定位时，所述中间托盘阻止所述销被容纳在所述销孔中。
[0017]根据本发明的一个实施例，所述中间托盘还包括被设置为与上部阵列的相对的端板邻近的相对的端部，其中，孔被定位在中间托盘的所述相对的端部，中间托盘的一端包括的孔的数量大于中间托盘的另一端包括的孔的数量。
【附图说明】
[0018]图1描述了典型的插电式混合动力电动车辆的不意图。
[0019]图2示出了电池组件的分解视图。
[0020]图3示出了电池组件的中间托盘的俯视图。
[0021]图4示出了在图2中所示的电池组件的前部透视图。
[0022]图5示出了在图2中所示的电池组件的后部透视图。
【具体实施方式】
[0023]在此描述了本公开的实施例。然而，应理解的是，所公开的实施例仅为示例并且其它实施例可以采用多种和可替代形式。附图无需按比例绘制；可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。所以，在此公开的具体结构和功能细节不应解释为限制，而仅为教导本领域技术人员以多种形式实施本发明的代表性基础。如本领域的普通技术人员将理解的，参照任一附图示出和描述的各种特征能够与一个或更多个其它附图中示出的特征进行组合以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型能够期望用于特定的应用或实施。
[0024]图1描述了典型的插电式混合动力电动车辆(PHEV)的示意图。车辆12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可作为马达或发电机运转。此外，混合动力传动装置16可机械地连接至发动机18。混合动力传动装置16还可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能够提供推进和减速能力。电机14还用作发电机并且能够通过再生制动回收能量而提供燃料经济性益处。电机14通过减小发动机18的工作负载而降低了污染物排放并提高了燃料经济性。
[0025]牵引电池或电池包(battery pack) 24储存能够被电机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栈)提供高压直流(DC)输出。电池单元阵列可包括一个或更多个电池单元。
[0026]电池单元(例如，棱柱状或袋状电池单元)可包括将储存的化学能转化为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)。电解液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。端子可允许电流流出电池单元以供车辆使用。当多个电池单元按照阵列布置时，每个电池单元的端子可和与之相邻的相反的端子(正极和负极)对齐，汇流条可辅助于便于在多个电池单元之间串联连接。电池单元也可并联布置，使得相同的端子(正极和正极或负极和负极)彼此相邻。
[0027]不同的电池包构造可用于专注单独的车辆变量(包括封装限制和动力需求)。可利用热管理系统对电池单元进行热管理。热管理系统的示例可包括空气冷却系统、液体冷却系统及空气冷却系统和液体冷却系统的组合。
[0028]牵引电池24可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(power electronic)模块26。所述一个或更多个接触器在断开时将牵引电池24与其它部件隔离，在接通时将牵引电池24连接到其它部件。电力电子模块26可电连接至电机14并且可提供在牵引电池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可能需要三相交流(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可将来自作用为发电机的电机14的三相AC电压转换为牵引电池24所需要的DC电压。此处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可以是连接到电机14的齿轮箱，并且不存在发动机18。
[0029]牵引电池24除提供用于推进的能量之外，还可以提供用于其它车辆电气系统的能量。典型的系统可包括将牵引电池24的高电压DC输出转换为与其它车辆负载兼容的低电压DC供应的DC/DC转换器模块28。其它高电压负载(例如，压缩机和电加热器)可直接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，低电压系统电连接至辅助电池30(例如，12V电池)。
[0030]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荷电状态的电子监控系统。牵引电池24可具有温度传感器31 (例如，热敏电阻或其它温度计)。温度传感器31可与BECM 33通信以提供与牵引电池24相关的温度数据。
[0031]车辆12可通过外部电源36再充电。外部电源36连接到电力出口。外部电源36可电连接到电动车辆供应设备(EVSE)38。EVSE 38可提供电路和控制以调节和管理电能在电源36和车辆12之间的传输。外部电源36可向EVSE 38提供DC或AC电力。EVSE 38可具有插入车辆12的充电端口 34的充电连接器40。充电端口 34可以是被构造为将来自EVSE 38的电力传送到车辆12的任何类型的端口。充电端口 34可电连接到充电器或车载电力转换模块32。电力转换模块32可以适配从EVSE 38供应的电力，以向牵引电池24提供适合的电压和电流水平。电力转换模块32可与EVSE 38交互以协调至车辆12的动力传递。EVSE连接器40可具有与充电端口 34的相应凹入匹配的插脚。
[0032]所讨论的各个部件可具有一个或更多个相关的控制器以控制并监测部件的操作。控制器可通过串行总线(例如，控制器局域网(CAN))或通过专用电缆进行通信。
[0033]图2至图5和相关的讨论描述了牵引电池组件24的示例。电池组件100可包括下部电池层112，下部电池层112具有连接在一起的左侧电池单元阵列114和右侧电池单元阵列116。左侧阵列114可包括设置在前端板124和后端板126之间的多个电池单元，前端板124和后端板126通过侧部档杆128固定在一起。右侧阵列116可包括设置在前端板130和后端板132之间的多个电池单元，前端板130和后端板132通过侧部档杆134固定在一起。前端板124可连接到前端板130并共同限定下部电池层112的前端133。后端板126可连接到后端板132并共同限定下部电池层112的后端135。
[0034]电池组件100还包括上部电池层118，上部电池层118具有连接