安裝在車架上的高壓電池總成的制作方法
【專利摘要】根據(jù)本發(fā)明示例性方面的電池總成除其他方面以外包括托盤、接收在托盤內(nèi)的電池組、定位在電池組上方的蓋以及安裝總成，該安裝總成連接到托盤并且包括至少一個襯套，該襯套配置用于形成與車輛部件的連接。
【專利說明】
安裝在車架上的高壓電池總成
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種電動車輛的電池總成。電池總成通過安裝總成懸掛于車架，安裝總成包括一個或多個連接裝置。連接裝置將電池總成與從車架傳遞的能量隔離。
【背景技術(shù)】
[0002]降低機動車輛燃料消耗和排放的需求是眾所周知的。因此，正在開發(fā)減少或完全消除對內(nèi)燃發(fā)動機的依賴的車輛。為這種目的而開發(fā)的一種類型的車輛是電動車輛?？傮w上，由于電動車輛通過一個或多個電池供電的電機選擇性地驅(qū)動，因此電動車輛不同于傳統(tǒng)機動車輛。相比之下，傳統(tǒng)機動車輛僅依靠內(nèi)燃發(fā)動機驅(qū)動車輛。
[0003]高壓電池組用于為電動車輛的電機供電。高壓電池組典型地包括多個電池陣列，該電池陣列包括多個互連的電池單元和用于連接電動車輛所需的各種電子部件。傳統(tǒng)地，高壓電池組安裝于電動車輛的乘客艙或載貨空間內(nèi)。因此，電池組占據(jù)著可另外用于運載乘客或貨物的大量空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的電池總成除其他方面以外包括托盤、接收在托盤內(nèi)的電池組、定位在電池組上方的蓋以及安裝總成，該安裝總成連接到托盤并且包括至少一個襯套，該襯套配置用于與車輛部件形成連接。
[0005]在上述電池總成的進一步非限制性實施例中，安裝總成包括附接在托盤的第一端附近的第一支架和附接在托盤的第二端附近的第二支架，第一支架和第二支架中的每一個包括多個襯套。
[0006]在上述任一電池總成的進一步非限制性實施例中，車輛部件是車架。
[0007]在上述任一電池總成的進一步非限制性實施例中，電池組是高壓電池組，該高壓電池組包括具有多個電池單元的至少一個電池陣列。
[0008]在上述任一電池總成的進一步非限制性實施例中，隔熱板安裝在托盤的底面。
[0009]在上述任一電池總成的進一步非限制性實施例中，隔熱層位于蓋和電池組之間并且位于托盤和電池組之間。
[0010]在上述任一電池總成的進一步非限制性實施例中，熱管理系統(tǒng)包括設(shè)置在盤和電池組之間的入口管道和出口管道。
[0011]在上述任一電池總成的進一步非限制性實施例中，熱管理系統(tǒng)配置用于冷卻電池組以免超出上閾值溫度。
[0012]在上述任一電池總成的進一步非限制性實施例中，電池組包括與托盤和蓋分開的第二蓋和電池組底座。
[0013]在上述任一電池總成的進一步非限制性實施例中，襯套包括內(nèi)套、外殼以及在內(nèi)套和外殼之間徑向延伸的柔性元件。
[0014]根據(jù)本發(fā)明另一示例性方面的電動車輛除其他方面以外包括淺盤形地板、在淺盤形地板下方延伸的排氣系統(tǒng)以及安裝于淺盤形地板和排氣系統(tǒng)之間的高壓電池總成。
[0015]在上述電動車輛的進一步非限制性實施例中，高壓電池總成安裝于遠離乘客艙、位于淺盤形地板的相對側(cè)的位置。
[0016]在上述任一電動車輛的進一步非限制性實施例中，高壓電池總成軸向地安裝在燃料箱和車架的車架縱梁之間。
[0017]在上述任一電動車輛的進一步非限制性實施例中，高壓電池總成通過至少一個襯套懸掛于車架。
[0018]在上述任一電動車輛的進一步非限制性實施例中，隔熱板安裝于高壓電池總成和排氣系統(tǒng)之間。
[0019]根據(jù)本發(fā)明另一示例性方面的電動車輛除其他方面以外包括車架、懸掛于車架的電池總成以及包括至少一個襯套的安裝總成，襯套配置用于形成電池總成和車架之間的連接以為電池總成的電池組提供道路負(fù)荷隔離。
[0020]在上述電動車輛的進一步非限制性實施例中，電池總成安裝于淺盤形地板和排氣系統(tǒng)之間。
[0021]在上述任一電動車輛的進一步非限制性實施例中，支架從車架延伸且接收襯套以將電池總成懸掛于車架，襯套配置用于在電池總成和車架之間的連接處提供道路負(fù)荷隔離。
[0022]在上述任一電動車輛的進一步非限制性實施例中，隔熱層至少部分圍繞電池組。
[0023]在上述任一電動車輛的進一步非限制性實施例中，襯套包括內(nèi)套、外殼以及在內(nèi)套和外殼之間徑向延伸的柔性元件。
[0024]可以單獨地或任意組合地使用前述段落、權(quán)利要求或下列說明書和附圖中的實施例、示例以及替代形式，包括它們?nèi)我獾母鞣N方面或各自的獨立特征。關(guān)于一個實施例所描述的特征可以應(yīng)用于所有的實施例，除非這樣的特征是不兼容的。
[0025]本發(fā)明的各種特征及有利之處根據(jù)以下【具體實施方式】對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見的。伴隨【具體實施方式】的附圖可以簡要描述如下。
【附圖說明】
[0026]圖1示意性地示出了電動車輛；
[0027]圖2是具有集成熱保護件的電池總成的分解圖，集成熱保護件可以包括在電動車輛內(nèi)；
[0028]圖3示出了電池總成的高壓電池組的橫截面；
[0029]圖4示意性地示出了電池總成在車架上的安裝；
[0030]圖5是襯套的剖視圖，襯套在車架/電池總成的連接處提供道路負(fù)荷隔離；
[0031 ]圖6是安裝到車架上的電池總成的剖面?zhèn)纫晥D；
[0032]圖7是安裝在車架上的電池總成的后部剖視圖。
【具體實施方式】
[0033]本發(fā)明具體說明了電動車輛的示例性電池總成。包括高壓電池組的電池總成針對電動車輛的車架固定并且因此不會減少車輛乘客艙或載貨區(qū)的可用空間。在一些實施例中，電池總成安裝于電動車輛的淺盤形地板和排氣系統(tǒng)之間。在其他實施例中，電池總成通過安裝總成懸掛于車架，安裝總成包括將電池總成與從車架傳遞的振動或其他載荷隔離的一個或多個連接裝置。在本發(fā)明的下列段落中將更具體地說明這些以及其他特征。
[0034]圖1示意性地示出了電動車輛10。在一個非限制性實施例中，電動車輛10是混合動力電動車輛(HEV)。但本發(fā)明并不限于HEV并且可以擴展到其他類型的電動車輛，包括但不限于插電式混合動力電動車輛(PHEV)和純電動車輛(BEV)。電動車輛10也可以描述為輕型客貨兩用車。但貨車、轎車、廂式貨車或任何其他類型的車輛可以受益于本發(fā)明的教導(dǎo)。此夕卜，雖然在圖1中示出了特定部件的關(guān)系，但該說明并非旨在限制本發(fā)明。換言之，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以改變電動車輛10的各個部件的放置和取向。
[0035]示例性電動車輛10包括動力傳動系統(tǒng)，該動力傳動系統(tǒng)包括發(fā)動機12和電機14。發(fā)動機12和電機14兩者都可以用作電動車輛10的可用驅(qū)動源，發(fā)動機12可以是內(nèi)燃發(fā)動機，電機14可以是馬達。例如，發(fā)動機12和/或電機14可以產(chǎn)生驅(qū)動電動車輛10的一組或多組車輛驅(qū)動輪15的扭矩。高壓電池總成16可以為電機14電力地供電。
[0036]電動車輛10可以另外包括乘客艙18和接近乘客艙18后部的載貨區(qū)19(這里是輕型客貨兩用車的貨廂)。淺盤形地板20將乘客艙18從車架22分離。電池總成16可以懸掛于車架22以使它遠離乘客艙18和載貨區(qū)19。因此，電池總成16不會占用另外可用于運載乘客或貨物的空間。
[0037]圖2是電池總成16的分解圖，圖1僅示意性地示出了電池總成16。電池總成16可以包括托盤24、電池組26、蓋28、隔熱板44和熱管理系統(tǒng)46。電池組26可以是包括一個或多個電池陣列的高壓電池組，每個電池陣列包括并排堆疊以構(gòu)建電池陣列的多個電池單元(例如見圖3)。
[0038]電池組26接收在托盤24中。蓋28接收在托盤24上方以容納電池組26。在一個實施例中，蓋28定位在電池組26上方且使用一個或多個緊固件(未示出)固定于托盤24。蓋28可以是由鋼制成的沖壓件。在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可以想到其他材料。
[0039]托盤24也可以由鋼或一些其他合適的材料制成。托盤24包括底部30和從底部30向上延伸的側(cè)壁32以形成托盤24，在一個實施例中，托盤24是盤形。
[0040]隔熱層34可以沿蓋和/或托盤24的底部30和側(cè)壁32中的一個或多個形成。在一個非限制性實施例中，隔熱層34是高性能纖維隔熱層。
[0041 ]安裝總成36也可以附接到托盤24。在一個實施例中，安裝總成36包括安裝在托盤24的相對端40的第一支架38A和第二支架38B。第一支架38A和第二支架38B可以附接到托盤24的底部30和側(cè)壁32中的一個或多個。
[0042]第一支架38A和第二支架38B中的每一個可以接收襯套42，襯套42形成了電池總成16和車架22之間的連接(見圖4-7)。在所示的實施例中，兩個襯套42安裝在第一支架38A和第二支架38B中的每一個內(nèi)；但安裝總成36可以包括任何數(shù)量的襯套42。在一個非限制性實施例中，襯套42是將電池總成16與作用在車架22上的載荷隔離的隔離襯套，如下面進一步所述。
[0043]隔熱板44可以安裝在托盤24的底面(即在與電池組26相對的托盤24的一側(cè))。在一個實施例中，隔熱板44由滲鋁鋼制成，但也可以想到其他材料。隔熱板44保護電池總成16免受由電動車輛10周圍部件所產(chǎn)生的熱的影響并且也保護電池總成16免受從車輛行駛表面彈起的碎片的影響。
[0044]電池總成16另外可以包括用于溫度敏感電池組26的隔熱的、液體冷卻熱管理系統(tǒng)46 ο熱管理系統(tǒng)46在所有的行駛/環(huán)境狀況下阻止電池組26超出適于電池操作/壽命的上閾值溫度。在一個實施例中，熱管理系統(tǒng)46包括流體源47、用于向電池組26和從電池組26傳遞流體F的入口管道48和出口管道50。流體F可以將熱從電池組26移除。在一個實施例中，熱管理系統(tǒng)46的入口管道48和出口管道50在電池組26和托盤24之間延伸。
[0045]圖3是穿過電池組26的剖視圖。電池組26可以包括多個電池陣列25。每個電池陣列25包括并排堆疊(到圖3的頁面中)以構(gòu)建電池陣列25的多個電池單元27。電池陣列25容納在電池組底座29和蓋31內(nèi)。如圖2所示。電池組底座29和蓋31是與托盤24和電池總成16的蓋28分開的結(jié)構(gòu)。電池組底座29可以包括冷卻板35。
[0046]圖4示意性地示出了安裝到電動車輛10的車架22的電池總成16。車架22可以包括第一車架縱梁52A、第二車架縱梁52B和連接在第一車架縱梁52A與第二車架縱梁52B之間的橫梁54。第一車架縱梁52A與第二車架縱梁52B隔開。第一車架縱梁52A和第二車架縱梁52B縱向地延伸以形成車架22的長度，并且橫梁54在與第一車架縱梁52A和第二車架縱梁52B垂直的方向上延伸以形成車架22的寬度。
[0047]支架56可以被安裝到橫梁54以容納安裝總成36的襯套42。襯套42由支架56接收以使電池總成16懸掛于車架22。以這種方式，電池總成16針對車架22固定，但并非硬安裝到車架22上。在一個非限制性實施例中，支架56包括接收襯套42的內(nèi)套60的開口58。螺栓61可以通過內(nèi)套60和開口 58接收，從而將襯套42固定到支架56。當(dāng)然在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可以想到其他安裝配置。
[0048]襯套42在車架22和電池總成16之間形成了連接并且將抑制從車架22傳遞的能量，使電池總成16與振動和其他高加速度的載荷隔離。在一些實施例中，襯套42容許在電池總成16和車架22之間發(fā)生一些量的移動。例如，襯套42可以容許電池總成16相對于車架22以多個自由度輕微地移動，以產(chǎn)生電池總成16和車架22之間的模態(tài)錯位。
[0049]參照圖5，每個襯套42可以包括內(nèi)套60、外殼62以及在內(nèi)套60和外殼62之間徑向延伸的柔性元件64。柔性元件64可以由橡膠、聚氨酯或一些其他柔性材料制成。柔性元件64配置為充當(dāng)減振器，該減振器用于抑制從車架22通過支架38A、38B傳遞的能量，從而使電池總成16與這種能量隔離。本發(fā)明并不限于圖5所示的具體襯套配置。事實上，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以想到其他襯套類型的隔離裝置。
[0050]繼續(xù)參考圖1-5，圖6和圖7示出了電池總成16相對于車架22的安裝位置IP。電池總成16懸掛于車架22。襯套42在與車架22的連接處提供道路負(fù)荷減振，阻止高動態(tài)載荷進入電池組26。
[0051 ]在一個實施例中，電池總成16在電動車輛10的淺盤形地板20和排氣系統(tǒng)66之間延伸。排氣系統(tǒng)66可以設(shè)置在淺盤形地板20下方并且至少部分在車架22下方延伸。在另一實施例中，電池總成16在淺盤形地板20和排氣系統(tǒng)66的管道68之間的位置處針對車架22固定。
[0052]電池總成16也可以安裝為鄰近電動車輛10的燃料箱70。例如，在另一非限制性實施例中，電池總成16軸向地設(shè)置在燃料箱70和車架22的其中一個車架縱梁52A、52B之間(見圖7)。
[0053]隔熱板44定位在電池總成16和排氣系統(tǒng)66之間，以使電池總成16與由排氣系統(tǒng)66排出的任何熱隔離。隔熱層34可以定位為圍繞電池總成16的電池組26以為抵御可能存在于排氣系統(tǒng)66附近的高熱狀況提供額外保護。在一個非限制性實施例中，隔熱層34設(shè)置在蓋28和電池組26之間并且設(shè)置在托盤24和電池組26之間(見圖6)。
[0054]雖然不同的非限制性實施例描述為具有特定的部件或步驟，但本發(fā)明的實施例并不限于那些特定的組合。也可以使用任何非限制性實施例的一些部件或組件與任何其他的非限制性實施例的部件或部件組合。
[0055]應(yīng)該理解的是，在整個幾幅圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)識對應(yīng)的或類似的元件。應(yīng)該理解的是，雖然公開了特定部件的設(shè)置并且以這些示例性實施例說明，但其他設(shè)置也可以獲益于本發(fā)明的教導(dǎo)。
[0056]上述說明書應(yīng)該解釋為說明性的并且沒有任何限制的意思。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，在本發(fā)明的范圍之內(nèi)可以出現(xiàn)一些變化。出于這些原因，應(yīng)該研究下述權(quán)利要求以確定本發(fā)明的真實范圍和內(nèi)容。
【主權(quán)項】
1.一種電池總成，包含: 托盤； 接收在所述托盤內(nèi)的電池組； 定位在所述電池組上方的蓋；以及 安裝總成，所述安裝總成被連接到所述托盤并且包括配置用于與車輛部件形成連接的至少一個襯套。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池總成，其中所述安裝總成包括附接在所述托盤的第一端附近的第一支架和附接在所述托盤的第二端附近的第二支架，所述第一支架和所述第二支架中的每一個包括多個襯套。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池總成，其中所述車輛部件是車架。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池總成，其中所述電池組是高壓電池組，所述高壓電池組包括具有多個電池單元的至少一個電池陣列。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池總成，包含安裝在所述托盤的底面的隔熱板。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池總成，包含隔熱層，所述隔熱層位于所述蓋和所述電池組之間并且位于所述托盤和所述電池組之間。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池總成，包含熱管理系統(tǒng)，所述熱管理系統(tǒng)包括設(shè)置在所述盤和所述電池組之間的入口管道和出口管道。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池總成，其中所述熱管理系統(tǒng)配置用于冷卻所述電池組以免超出上閾值溫度。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池總成，其中所述電池組包括與所述托盤和所述蓋分開的第二蓋和電池組底座。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池總成，其中所述襯套包括內(nèi)套、外殼以及在所述內(nèi)套和所述外殼之間徑向延伸的柔性元件。
【文檔編號】H01M2/10GK105835679SQ201610060075
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年1月28日
【發(fā)明人】埃里克·埃米爾·杰克遜, 查理·錢, 斯蒂芬·皮恩, 吉姆·威廉·鄧納姆, 保羅·伊利亞, 克里斯·P·羅科信, 賈格吉特·羅曼娜, 蒂姆·艾倫·莫克
【申請人】福特全球技術(shù)公司