本公开涉及用于车辆牵引电池和电池系统的支撑结构。
背景技术:
诸如电池电动车辆(BEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)、轻度混合动力电动车辆(MHEV)或全混合动力电动车辆(FHEV)的车辆可包含能量存储装置(诸如,高电压(HV)电池)以用作车辆的推进源。HV电池可包括用于帮助管理车辆性能和操作的组件和系统。HV电池可包括在电池单元端子之间电互连的一个或更多个电池单元阵列和互连器汇流条(interconnector busbar)。HV电池和周围环境可包括热管理系统以帮助管理HV电池组件、系统和各个电池单元的温度。
技术实现要素:
一种车辆牵引电池总成包括壳体、支撑于壳体内的电池系统以及连接器,连接器与电池系统电连接并延伸穿过凹面且远离凹面延伸到垂直于凹面并邻近凸台的区域中,使得凸台限制物体行进到所述区域中从而碰撞到所述侧端。侧端具有由凸台和凹面限定的台阶结构。壳体还可包括在凸台的凸台面和凹面之间延伸的中间面、相对的侧面以及下表面。凸台面、凹面、中间面、相对的侧面以及下表面可进一步限定所述区域。连接器可以是电池控制接口连接器、附件连接器或高电压连接器。连接器可延伸超过凸台。另一个连接器可延伸穿过凹面并远离凹面延伸到所述区域中。连接器可电连接至电力电子模块、DC/DC转换器模块或电机。
一种用于高电压电池的壳体包括相对的纵向侧面、下表面、侧端和中间面。侧端限定大体上彼此平行的凹面和凸台面,所述中间面在凹面和凸台面之间延伸。由凹面、凸台面、相对的纵向侧面、下表面和中间面限定的平面至少部分地限定在壳体外部且垂直于凹面的区域。凹面限定使连接器延伸穿过并进入到所述区域中的第一开口。侧端可进一步限定具有可容纳电池控制 模块的尺寸的第一内部空腔。壳体可限定与第一内部空腔相邻且具有可容纳电池单元阵列的尺寸的第二内部空腔。第一开口可具有可使电池控制接口连接器延伸穿过的尺寸。凹面可限定具有可使附件连接器延伸穿过的尺寸的第二开口。凹面可限定具有可使高电压连接器延伸穿过的尺寸的第三开口。
一种牵引电池总成包括电池系统、封闭该电池系统的壳体以及与该电池系统电连接的连接器。壳体包括端部,该端部限定在壳体外部的凸台和邻近该凸台的凹面,使得凸台和凹面具有台阶结构。连接器延伸穿过凹面并在凸台下方延伸。连接器可电连接至电力电子模块、DC/DC转换器模块或电机。连接器可以是电池控制接口连接器、附件连接器或高电压连接器。所述总成可包括可延伸穿过凹面并在凸台下方延伸的另一个连接器。所述连接器中的一个可延伸超过凸台。
根据本发明,提供一种用于高电压电池的壳体,包括:相对的纵向侧面;下表面;侧端,该侧端限定大体上彼此平行的凹面和凸台面以及在凹面和凸台面之间延伸的中间面,其中,由相对的纵向侧面、下表面、凹面、凸台面和中间面限定的平面至少部分地限定在壳体的外部且垂直于凹面的区域,其中,凹面限定使连接器延伸穿过并进入到所述区域中的第一开口。
根据本发明的一个实施例,所述侧端进一步限定具有可容纳电池控制模块的尺寸的第一内部空腔。
根据本发明的一个实施例,壳体限定与第一内部空腔相邻且具有可容纳电池单元阵列的尺寸的第二内部空腔。
根据本发明的一个实施例,所述第一开口具有可使电池控制接口连接器延伸穿过的尺寸。
根据本发明的一个实施例,所述凹面限定具有可使附件连接器延伸穿过的尺寸的第二开口。
根据本发明的一个实施例,所述凹面限定具有可使高电压连接器延伸穿过的尺寸的第三开口。
根据本发明,提供一种牵引电池总成,包括:电池系统;壳体,该壳体封闭所述电池系统并包括端部,该端部限定在壳体外部的凸台和邻近该凸台的凹面,使得凸台和凹面具有台阶结构;连接器,与所述电池系统电连接,延伸穿过凹面并在凸台下方延伸。
根据本发明的一个实施例,所述连接器电连接至电力电子模块、DC/DC 转换器模块或电机。
根据本发明的一个实施例,所述连接器为电池控制接口连接器、附件连接器或高电压连接器。
根据本发明的一个实施例,所述牵引电池总成还包括另一个连接器,其中,该另一个连接器延伸穿过凹面并在凸台下方延伸。
根据本发明的一个实施例,所述连接器进一步延伸超过凸台。
附图说明
图1是电池电动车辆的示意图。
图2是包括壳体的牵引电池的一部分的示例的平面图。
图3是包括壳体的牵引电池的一部分的另一个示例的平面图,壳体在其侧端(lateral end)具有台阶结构。
图4是图3的牵引电池的透视图。
图5是图3的牵引电池的局部侧视图。
图6是一个或更多个连接器可从图3的壳体延伸到其中的区域的局部示意图。
具体实施方式
在此描述本公开的实施例。然而,将理解的是,所公开的实施例仅是示例,其他实施例可采用各种和替代的形式。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组件的细节。因此,在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制,而仅为教导本领域技术人员以各种方式使用本实施例的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的,可将参照任一附图示出并描述的各种特征与在一个或更多个其他附图中示出的特征相结合以产生未明确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,与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可期望用于特定应用或实施方式。
图1示出了插电式混合动力电动车辆(PHEV)的示例的示意图。车辆12可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可提供推进和减速能力。电机14还可用作发电机,并且可通过回收在摩擦制动系统中通常将作为热损失掉的能量而提供燃料经济效益。由于混合动力电动车辆12可在特定状况下按照电动模式或混合动力模式运转以降低车辆12总的燃料消耗,因此电机14还可减少污染物排放。
牵引电池或电池包24储存并提供可以被电机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)提供高电压DC输出。电池单元阵列可包括一个或更多个电池单元。牵引电池24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模块26。所述一个或更多个接触器可在断开时使牵引电池24与其他组件隔离,并可在闭合时将牵引电池24连接至其他组件。电力电子模块26还电连接至电机14,并且提供在牵引电池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可以将来自用作发电机的电机14的三相AC电压转换为牵引电池24所需要的DC电压。在此的描述同样适用于纯电动车辆。对于纯电动车辆,混合动力传动装置16可以是连接至电机14的齿轮箱并且发动机18可以不存在。
牵引电池24除提供用于推进的能量之外,还可提供用于其他车辆电气系统的能量。典型的系统可包括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输出转换为与其他车辆负载兼容的低电压DC供应。其他高电压负载(例如,压缩机和电加热器)可直接连接至高电压而不使用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)。
电池电子控制模块(BECM,battery electronic control module)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。温度传感器31也可位于牵引电池24中的电池单元上或靠近电池单元。也可考虑使用不止一个温度传感器31来监控电池单元的温度。
例如,车辆12可以是牵引电池24可通过外部电源36进行再充电的电动车辆,诸如,PHEV、FHEV、MHEV或BEV。外部电源36可连接至电源插座。外部电源36可电连接至电动车辆供电设备(EVSE,electric vehicle supply equipment)38。EVSE 38可提供电路和控制以调节并管理电能在电源36和车辆12之间的传输。外部电源36可向EVSE 38提供DC电力或AC电力。EVSE 38可具有用于插入到车辆12的充电端口34中的充电连接器40。充电端口34可以是被构造为将电力从EVSE 38传输到车辆12的任何类型的端口。充电端口34可电连接至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的电力传递。EVSE连接器40可具有与充电端口34的对应的凹入匹配的插脚。
所论述的各组件可具有一个或更多个相关联的控制器,以控制并监测所述组件的操作。控制器可经由串行总线(例如,控制器局域网(CAN))或经由离散的导体进行通信。
电池单元(诸如,棱柱形的电池单元)可包括将储存的化学能转换为电能的电化学电池单元。棱柱形的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被车辆使用。当多个电池单元按照阵列定位时,每个电池单元的端子可与彼此相邻的相对的端子(正和负)对准,汇流条可提供辅助以便于多个电池单元之间串联连接。电池单元还可并联布置,从而相似的端子(正和正或者负和负)彼此相邻。例如,两个电池单元可被布置为正极端子彼此相邻,紧挨着的两个电池单元可被布置为负极端子彼此相邻。在该示例中,汇流条可接触所有的四个电池单元的端子。
可使用不同的电池包结构来应对车辆个体差异(包括封装限制和功率要求)。可将电池单元阵列容纳于罩或壳体(未示出)内,以保护和封闭电池单元阵列和其他周边组件(诸如DC/DC转换器模块28和BECM 33)。可将电池单元阵列定位在若干个不同的位置,包括例如车辆的前座下面、后座下面或后座后面。但是,也可以考虑将电池单元阵列定位在车辆12中任何合适的位置。
图2示出了牵引电池总成100的一部分。牵引电池总成100包括第一总 成部分102和第二总成部分104。第一总成部分102限定具有可容纳电池单元阵列(未示出)的尺寸的内部空腔(未示出)。第二总成部分104限定具有可容纳电池控制模块(未示出)的尺寸的内部空腔(未示出)。壳体108容纳牵引电池总成100的组件。多个连接器110从第二总成部分104延伸。所述多个连接器110可以是高电压连接器。如图2所示,壳体没有设置用于协助限制可能会碰撞到多个连接器110的物体的行进的延伸部或特征。
图3至图6示出了牵引电池总成200的示例。牵引电池总成200可包括用于容纳第一总成部分204和第二总成部分206的壳体202。第一总成部分204可限定具有可容纳电池单元阵列(未示出)的尺寸的内部空腔(未示出)。第二总成部分206可限定具有可容纳电池控制模块(未示出)的尺寸的内部空腔(未示出)。电池系统的示例可包括牵引电池的组件(诸如一个或更多个电池单元阵列)、热管理系统以及支持其运转的电子组件。壳体202可包括侧端212,侧端212具有由凸台214和凹面216所限定的台阶结构。凸台214可包括大体上平行于凹面216的凸台面215和在凹面216与凸台面215之间大体上垂直地延伸的中间面217。壳体202可包括相对的侧面218。壳体202可包括上表面220和下表面222。可以预想到壳体202具有不止一个壳体组件。例如,壳体202可包括对应于第一总成部分204的第一壳体组件和对应于第二总成部分206的第二壳体组件。壳体202可被构造成在其中容纳和支撑电池系统,并且可包括用于辅助提供电池系统和各种车辆组件之间的电连接的特征。
例如,一个或更多个连接器可与容纳于壳体202内的电池系统电连接并可延伸远离凹面216。凹面216可限定与所述一个或更多个连接器相对应的一个或更多个开口,使得所述一个或更多个连接器可延伸穿过所述开口。所述一个或更多个连接器可以是电池系统连接器,诸如附件连接器230、高电压连接器232以及电池控制接口连接器234。附件连接器230可将牵引电池连接至诸如车辆气候控制系统或DC/DC转换器模块的高电压附件,DC/DC转换器模块可将来自牵引电池的高电压电力转换成用于需要较低电压的附件的低电压电力。例如,高电压连接器232可将容纳于壳体202内的牵引电池连接至电机。一个或更多个线(wire)可经由高电压连接器232将牵引电池连接至电机。电池控制接口连接器234可将牵引电池连接至诸如电力电子模块的模块,电力电子模块接收诸如电流、电压、温度和荷电状态的电池单元 信息。一个或更多个线可以经由电池控制接口连接器234将牵引电池连接到所述模块。
所述一个或更多个连接器可延伸至在壳体202外部的区域240中。所述一个或更多个连接器可延伸穿过区域240。区域240可垂直于凹面216并邻近凸台214,使得例如相比于图2中的壳体108的结构,凸台214限制物体行进到区域240中从而碰撞到侧端212。凸台214和凹面216可至少部分地限定区域240。此外,由凸台面215、凹面216、中间面217、相对的侧面218和下表面222所限定的平面可限定区域240。在一个示例性实施例中,所述一个或更多个连接器中的一个连接器(例如,附件连接器230)可延伸超过凸台214,如图5所示。
虽然以上描述了示例性实施例,但是这些实施例不意在描述了权利要求所包含的所有可能的形式。说明书中使用的词语是描述性词语而不是限制性词语,应理解的是,在不脱离本公开的精神和范围的情况下,可进行各种改变。如前所述,可将各个实施例的特征进行组合以形成可能未明确描述或示出的进一步的实施例。尽管各个实施例可能已经被描述为提供优点或在一个或更多个期望特性方面优于其他实施例或现有技术的实施方式,但是本领域的普通技术人员应认识到,根据具体应用和实施方式,可对一个或更多个特征或特性进行折衷以实现期望的整体系统属性。这些属性可包括但不限于成本、强度、耐用性、寿命周期成本、市场性、外观、包装、尺寸、可维修性、重量、可制造性、易组装性等。因此,被描述为在一个或更多个特性方面不如其他实施例或现有技术的实施方式合意的实施例并非在本公开的范围之外,并可被期望用于特定应用。