專利名稱：電池盒和用于固定電池盒的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文所描述的實(shí)施例大體涉及電池組，且更特別地，涉及
改進(jìn)的電池盒和用于將該電池盒固定在電動(dòng)和混合車輛中的方法。在電動(dòng)車輛、混合電動(dòng)車輛以及非車輛應(yīng)用中(舉幾個(gè)例 子，例如機(jī)車、非公路采礦車、海事應(yīng)用、公共汽車和小汽車以及起 重機(jī))，電池組是重要的部件，其用來(lái)儲(chǔ)存制動(dòng)期間再生以用于之后在 檢測(cè)期間使用和/或在需求較低時(shí)產(chǎn)生以用于之后使用的能量的 一部 分，從而提高燃料效率。

圖1圖示了傳統(tǒng)電池組11的內(nèi)部組件10，且圖2示出了 具有圖1的內(nèi)部組件10的傳統(tǒng)電池組11的截面視圖。如圖所示，傳 統(tǒng)電池組11的內(nèi)部組件10包括基板12,該基板12也稱為凸點(diǎn)板， 其具有多個(gè)凸點(diǎn)(button)或突起13，該多個(gè)凸點(diǎn)或突起13構(gòu)造成以便 支承通過(guò)多個(gè)匯流排(bus bar)(未示出)而彼此電連接的多個(gè)電池 14(cdl)。分隔電池14的組，自冷卻集管18供應(yīng)空氣的多個(gè)冷卻管或 板16設(shè)計(jì)成將電池14保持在希望的操作溫度范圍內(nèi)。對(duì)普通技術(shù)人 員將顯而易見(jiàn)地是，在此處圖1僅僅是為了說(shuō)明傳統(tǒng)電池組11的部 件的目的而呈現(xiàn)的，僅包括少量的電池14,以便使所示和所描述的其 它特征更加清楚，并且不應(yīng)被認(rèn)為是限制以任何方式公開(kāi)的不同實(shí)施 例，或者認(rèn)為是商品的展示。例如，在一些傳統(tǒng)電池組中，與圖l所 示的內(nèi)容不同，冷卻板16提供于各排電池14之間。如圖2所示，云母片20充塞在相鄰電池14之間，以便使 電池14彼此之間絕緣，并使電池14與傳統(tǒng)電池組11的機(jī)械包裝絕 緣。傳統(tǒng)電池組11的機(jī)械包裝還包括包圍內(nèi)部組件10的內(nèi)部殼體22， 該內(nèi)部殼體22通過(guò)絕緣材料層26與外部殼體24隔離。典型地，內(nèi) 部殼體22和外部殼體24之間的空間^皮抽空，以便使傳遞到和/或來(lái)自電池組11的熱傳遞最小化。提供加熱器28以將電池組的溫度提高到 期望的操作水平。正如普通技術(shù)人員所理解的那樣，已知有許多不同類型的
電池組存在，并且本文所^Hf的實(shí)施例不限于特定的電池組類型，然 而，當(dāng)前的高溫度電池組，例如鈉鎳氯化物電池組，由于幾個(gè)部件的 柔性特性和缺乏結(jié)構(gòu)和/或機(jī)械完整性而易于失效，從而導(dǎo)致由靜態(tài)負(fù) 載和/或例如由攜帶電池組11的車輛的運(yùn)行所產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)機(jī)械振動(dòng)而
引起的過(guò)早損壞。例如，鑒于絕緣材料26的順從性(complaint nature), 應(yīng)用于內(nèi)部殼體22和外部殼體24之間的真空趨于使這些部件朝彼此 之間彎曲，從而形成非一致表面來(lái)支承電池14,并使電池組僅在外部 殼體24的邊緣處倚靠在支承面上。然而，在已知典型匯流排的抗拉 強(qiáng)度的情況下，僅僅需要少量的電池-電池偏斜就打破了電池之間的 電連接。動(dòng)態(tài)荷載使這個(gè)問(wèn)題進(jìn)一步加重了，其中，機(jī)械振動(dòng)引起了 云母片20和電池14相對(duì)于彼此的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而導(dǎo)致由匯流排故障 引起的電池之間的電連接損失、電蠕變和/或由于緊湊空間引起的放電 (strike)故障，以及對(duì)云母片的機(jī)械和絕緣特性的損害。傳統(tǒng)電池組的其它已知技術(shù)挑戰(zhàn)包括但不限于由電絕緣 材料隔離引起的蠕變和放電故障；由柔性基底引起的高能低頻電池共 振；由共振電池響應(yīng)引起的大的電池移位；由于大的電池移位引起的 基板和冷卻管之間的接頭的機(jī)械故障、內(nèi)部電池?fù)p壞(熱電池)、匯流 排破裂、內(nèi)電池組殼損壞以及加熱器片破裂和穿孔；由于內(nèi)電池組殼 損壞引起的真空損失；由于加熱器片破裂和穿孔而引起的加熱器連續(xù) 性損失；由于加熱器連續(xù)性損失引起的維持適當(dāng)電池組溫度的能力的 損失，電池導(dǎo)電性(和/或適當(dāng)操作)的損失；由于內(nèi)電池?fù)p壞引起的內(nèi) 電池隔離密封件的損壞；以及由于內(nèi)電池隔離密封件的損壞而引起的 液態(tài)鈉的泄漏。另外，這些電池組沉重且可在10000V以上的電壓下 操作，從而在安裝和維修期間需要專門的操縱設(shè)備，同時(shí)在連接和斷 開(kāi)上述應(yīng)用中的傳統(tǒng)電池組時(shí)使操作人員暴露于高壓危險(xiǎn)之下。
因而，需要開(kāi)發(fā)一種具有改進(jìn)的機(jī)械強(qiáng)度和完整性的電池 盒，以適當(dāng)?shù)厝菁{電池組和使電池組與靜態(tài)和動(dòng)態(tài)載荷隔離，從而延 長(zhǎng)在電動(dòng)和/或混合運(yùn)輸車輛(包括機(jī)車)的高振動(dòng)環(huán)境中使用的電池組 的壽命。
發(fā)明簡(jiǎn)述上文概述的需求中的 一個(gè)或多個(gè)以及本領(lǐng)域已知的其它方 面由以下電池組外殼(enclosure)解決，該電池組外殼包括具有凸面 的預(yù)加應(yīng)力的底板；沿底板周邊的至少一部分設(shè)置的至少 一個(gè)隔振 器；與該至少一個(gè)隔振器接觸以便與底板隔離的側(cè)壁；以及附連到底 板上的至少一個(gè)帶條；該至少一個(gè)帶條構(gòu)造成以便保持電池組的外部 殼體的底面抵靠在底^1的凸面上。在所公開(kāi)的主題的另 一個(gè)方面，外殼/電池組組合包括電池 組和電池組外殼，該電池組具有多個(gè)電池、支承電池的凸點(diǎn)板以及 外部殼體；該電池組外殼包括具有凸形頂面的預(yù)加應(yīng)力的底板；設(shè) 置在底板相應(yīng)角落上的隔振器；通過(guò)隔振器與底板隔離的側(cè)壁；附連 到底板上的帶條；設(shè)置在帶條和電池組之間的多個(gè)復(fù)合板；以及形成 側(cè)壁的一部分的L形蓋；電池組外部殼體的外表面通過(guò)帶條而壓靠在 底板的凸面上，使得電池組的多個(gè)電池保持基本是平的。包括上述組合的車輛也處在所公開(kāi)的發(fā)明的范圍內(nèi)，這些 車輛包括架式安裝托架，該架式安裝托架具有與設(shè)置在電池組外殼上 的相應(yīng)突起匹配的凹槽。該架式安裝托架包括具有連接到車輛結(jié)構(gòu) 元件上的第一部分的第一水平地延伸的框架元件；具有第一端部部分 和第二端部部分的第二框架元件，該第一端部部分在第一框架元件的
遠(yuǎn)離結(jié)構(gòu)元件而設(shè)置的第二端部部分處連"t妄到該第一框架元件上，(第 二框架元件的)第二端部部分對(duì)角地延伸、連接到結(jié)構(gòu)元件上；以及連 接到第 一元件的第二端部部分上并自其大體向下延伸的第三框架元 。
用于將電池組固定到電池組外殼的方法也在所/>開(kāi)的實(shí)施
例內(nèi)，這些方法包括如下步驟用復(fù)合板覆蓋電池組的至少一部分； 將帶條設(shè)置在復(fù)合板之上；使帶條的端部部分附連到電池組外殼的底 板上；以及將電池組的底面壓到電池組外殼底板的預(yù)加應(yīng)力的凸面 上，使得電池組的內(nèi)部電池保持基本是平的。上面的簡(jiǎn)要描述闡述了所公開(kāi)實(shí)施例的特征，以便使得下 文的詳細(xì)描述可得到更好的理解，并且使得對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的當(dāng)前貢獻(xiàn)可 得到更好的了解。當(dāng)然，還有一些將在后文進(jìn)行描述的其它特征，而 這些特4正也將支持所附的4又利要求的主題。在這點(diǎn)上，在詳細(xì)解釋幾個(gè)所公開(kāi)的實(shí)施例之前，應(yīng)當(dāng)理 解的是，所公開(kāi)的實(shí)施例在其應(yīng)用方面不限于構(gòu)造的細(xì)節(jié)，也不限于 以下描述中所闡述的或附圖中所圖示的部件布置。所公開(kāi)的主題能用 于其它實(shí)施例中，并且可以各種方式實(shí)踐和實(shí)施。同樣，將理解的是， 本文所使用的措詞和術(shù)語(yǔ)是為了描述的目的，而不應(yīng)認(rèn)為是限制性 的。這樣，本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解的是，本公開(kāi)所基于的構(gòu)思 可輕易地用作用于設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)所公開(kāi)的實(shí)施例的若干目的的其它結(jié)構(gòu)、 方法和系統(tǒng)的基礎(chǔ)。因此，重要的是，在這樣的等效結(jié)構(gòu)不脫離所公 開(kāi)主題的精神和范圍的情況下，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為權(quán)利要求包括這樣的等效結(jié) 構(gòu)。此外，前述摘要的目的是使專利審查員和/或一般公眾尤其 是科學(xué)家、工程師和本領(lǐng)域的不熟悉專利或法律術(shù)語(yǔ)或措詞的從業(yè)者 能夠從初略的檢查中快速確定本申請(qǐng)技術(shù)公開(kāi)的特性和本質(zhì)。因此， 摘要既不意圖限定由權(quán)利要求惟一度量的所公開(kāi)的實(shí)施例或申請(qǐng)，也 不意圖以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
附圖簡(jiǎn)述當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行考慮，通過(guò)參照以下詳細(xì)描述，將容易地獲得對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例及其許多伴隨而來(lái)的優(yōu)點(diǎn)的更全面的了解，同
時(shí)更好地理解它們，其中圖1圖示了傳統(tǒng)電池組的內(nèi)部組件的透一見(jiàn)圖；圖2圖示了具有圖1的內(nèi)部組件的傳統(tǒng)電池組的截面視圖；圖3圖示了包含電池組的電池盒的一個(gè)實(shí)施例的透視后視
圖；圖4圖示了圖3中的電池盒的透視正視圖；
圖5圖示了不具有電池組的圖3電池盒的截面視圖； [Q022]圖6圖示了圖3的電池盒的仰^L圖，且圖6A為沿圖6的
線6A-6A截面視圖；圖7圖示了4艮據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池組外殼輸入和輸
出響應(yīng)的定性示意；圖8圖示了架式安裝托架的側(cè)視圖(圖8A)、正視圖(圖8B)
以及由兩個(gè)架式安裝托架支承的電池組的正視圖(圖8C);
圖9圖示了架式安裝托架的另一個(gè)實(shí)施例；以及
圖10圖示了架式安裝托架的又一個(gè)實(shí)施例。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述本文所^Hf和描述的主題大體涉及電池組，且更特別地， 涉及改進(jìn)的電池盒和用于將電池組固定在電動(dòng)和混合車輛中的方法。 擁有改進(jìn)結(jié)構(gòu)和機(jī)械完整性的這樣的電池盒通過(guò)防止或使來(lái)自電動(dòng) 或混合車輛(電池組安裝在其中)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)載荷所引起的過(guò)早電池 組損壞最小化而有助于延長(zhǎng)電池組的壽命。另外，這些改進(jìn)的電池組 外殼還通過(guò)使用改進(jìn)的架式安裝托架而易于插入車輛和從車輛中移 除?，F(xiàn)在參考附圖，其中，在所有幾幅附圖中，相似的參考標(biāo)號(hào)表示 相同或相應(yīng)的部件，將對(duì)所^^開(kāi)實(shí)施例中的幾個(gè)進(jìn)行描述。圖3和圖4圖示了根據(jù)所公開(kāi)主題的一個(gè)實(shí)施例的電池盒 30的透視后視圖和透視正視圖。在這兩幅圖所提供的圖示中，電池組11設(shè)置在電池盒30的內(nèi)部，以便更好地圖示不同部分的結(jié)構(gòu)關(guān)系。
電池盒30包括側(cè)壁32、在支柱36上的由金屬片構(gòu)造的底板34、蓋 38、不同的隔振器40和不同的托架。底板34可為輕型的，而支柱36 可以任何期望的型式(例如X型式)，包括沒(méi)有型式(例如平面凸片)， 在底板34之下進(jìn)行預(yù)加應(yīng)力，以使輕型薄片剛硬并將凸形形狀賦予 底板34的頂面。如貫穿本文所使用的，表達(dá)"底板"廣義地用來(lái)包 括構(gòu)造成以便容納電池組外部殼體的底部部分的其它結(jié)構(gòu)，正如所解 釋的那樣。例如，底板34可包括穿孔元件或穿孔板、結(jié)構(gòu)元件的集 合，以便形成凸面來(lái)支承電池組的外部殼體的底面等。還可升高底板 34的角落(未示出)，以便為沿電池盒30的角落設(shè)置的隔振器40留出 空間，以將側(cè)壁32與底板34隔開(kāi)。預(yù)加應(yīng)力的底板34提供用于電 池組11擱置于其上的剛性表面，以減少內(nèi)部電池組部件的撓曲。底 板34的上表面的凸形形狀使得其消除或最小化了電池14的偏斜，該 偏斜是由于應(yīng)用于內(nèi)部殼體22和外部殼體24這兩個(gè)殼體之間的真空 所引起的內(nèi)部殼體22朝向外部殼體24的彎曲(sagging)所引起的，正 如前文描述的那樣。側(cè)壁32并不直接接觸底板34,而是成形為在底部形成角 落，以通過(guò)隔振器40接合底板34。隔振器40可沿電池盒30的周邊 設(shè)置或簡(jiǎn)單地設(shè)置在四個(gè)角落附近。另外，在一個(gè)實(shí)施例中，兩個(gè)側(cè) 壁32可用一件角金屬(未示出)跨過(guò)前端而連接，例如由外殼蓋38跨 越長(zhǎng)度而支承的鐵塊。外殼蓋38還可為具有形成電池組外殼30頂部 的一個(gè)支腳以及形成電池組外殼30的前部的另一個(gè)支腳的L形金屬 件。L形外殼蓋38的頂部部分的邊緣滑入沿側(cè)壁32的頂部形成的凹 入的凹槽42中。另外，L形外殼蓋38的頂部部分可與淺凹槽(例如X 形凹槽)壓制在一起，以提供額外的硬度。L形外殼蓋38的前部包裹 在角金屬周圍并在電池組外殼30的底部處緊固到該角金屬上，以便 為角金屬提供豎直硬度。另外的隔振器40也可設(shè)置在豎直側(cè)壁32和托架44(附連到薄復(fù)合板46，例如玻璃纖維材料制成的薄板上)上的電池組11之間。
這些復(fù)合板46允許將電池組11的周邊下拉并用拉伸狀態(tài)下的帶條48 將其緊固到底板34上而不破壞電池組11。如貫穿本文所使用的那樣， 表達(dá)"帶條"被廣義地使用并包括壓低電池組11的任何其它裝置。 這些包括但不限于薄板、框架元件、管道元件(通過(guò)任何已知器件-僅 舉幾個(gè)例子，包括螺栓、桿等-附連到底板34上)?？商峁┎煌耐?架50來(lái)支承電池組控制器52,諸如電池組才莫塊接口，和/或安裝電池 組11的其它部件，諸如冷卻風(fēng)扇54,并且可通過(guò)底板34和/或豎直 壁32來(lái)進(jìn)行構(gòu)造以容納管道終端，以用于配線和來(lái)自電池組冷卻系 統(tǒng)的熱空氣排氣。另外的隔振器40提供橫向方向上的振動(dòng)隔離，并 借助其自身質(zhì)量支承電池組11的上部部分，并可附連到復(fù)合材料件 上及緊固到復(fù)合板46上。同樣，帶條48可在底部處緊固到底板34 上，以便壓低電池組11和復(fù)合板46。復(fù)合板46的材料可基于其熱特 性進(jìn)行選取，以便最小化傳遞到和來(lái)自電池組11的熱傳遞，因?yàn)槠?可在相對(duì)于環(huán)境溫度提高的溫度下操作。另外，具有類似于帶條48 的表面區(qū)域的墊圏(未示出)可用來(lái)栓系帶條48，以便在附連帶條48 時(shí)不使它們扭曲。可通過(guò)使用附連到底板34上的螺母來(lái)完成到底板 34的幾個(gè)附連。正如可應(yīng)用的領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員所了解的那樣，隔振 器40可僅設(shè)置在電池組外殼30的角落處，并且選擇為以便減弱攜帶 電池組ll的車輛所產(chǎn)生的特定頻率。當(dāng)設(shè)置在電池組外殼30的角落 處時(shí)，隔振器40提供所有三個(gè)方向上的隔離。在一個(gè)實(shí)施例中，隔 振器40為彈性體材料，其有關(guān)物理屬性(例如但不限于彈簧比率和動(dòng) 態(tài)響應(yīng))考慮電池組外殼30的動(dòng)態(tài)響應(yīng)、插入其中的電池組11的動(dòng)態(tài) 響應(yīng)以及攜帶外殼/電池組組合的車輛的動(dòng)態(tài)響應(yīng)來(lái)進(jìn)行選擇。選擇電池組外殼30的不同部件的結(jié)構(gòu)特征以提供外殼/電 池組組合的期望頻率響應(yīng)。例如，平坦底板可具有低的自然頻率，例 如10Hz，其可能是這樣的頻率在該頻率下，發(fā)現(xiàn)在包含電池組11的車輛的頻譜中具有大量的能量。圖5和圖6分別圖示了電池組外殼
30的截面視圖和仰視圖。如圖所示，在此實(shí)施例中，底板34設(shè)置在 一對(duì)C槽型支柱36(該支柱36以X型式彼此系接在一起)的頂部上， 使得所產(chǎn)生的組件重量輕且剛硬。填充板條56設(shè)置在底部板組件的 周邊的其余部分周圍，如圖6所示。在角落處，C形支柱36上刻有凹 痕以便容納S形元件58,以將刻有凹痕的間隙填滿，乂人而形成從S形 元件58和C形支柱36起的平滑過(guò)渡。這樣，選擇支柱36的形狀、 其在底板34上的布置和/或安裝，以便改變電池組外殼30的頻率響應(yīng)。 例如，在圖5和圖6所圖示的實(shí)施例中，如所闡述的那樣連接到底板 34上的支柱36提高了電池組外殼30的自然頻率，例如提高到200Hz, 從而避免了來(lái)自車輛能譜的低共振頻率。另外，如已經(jīng)闡述過(guò)的那樣， 也可通過(guò)考慮車輛操作期間的其它已知共振頻率來(lái)選擇隔振器40。不 同的所公開(kāi)的實(shí)施例將有助于或允許對(duì)電池平移進(jìn)行控制，并防止共 振頻率。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的那樣，電池組外殼30的有 利固定件其中之一是其可構(gòu)造成以便消除或減弱由在攜帶電池組11 的車輛運(yùn)行期間所產(chǎn)生的力所引起的振動(dòng)。作為一個(gè)非限制性示例， 如果車輛為機(jī)車，則電池組外殼30可能暴露于將機(jī)車聯(lián)接到其它有 軌車時(shí)所產(chǎn)生的巨大的力，以及來(lái)自機(jī)車內(nèi)和機(jī)車與軌道的相互作用 的其它隨機(jī)振動(dòng)分布。正如普通技術(shù)人員將了解的那樣，所公開(kāi)的電池組外殼30 的不同實(shí)施例提供了對(duì)電池組11的支承/操縱以及結(jié)構(gòu)化功能。電池 組外殼30是硬殼，其在各側(cè)上包圍電池組11,以提供結(jié)構(gòu)完整性， 并且在物理上不當(dāng)?shù)?abusive)環(huán)境(包括高振動(dòng)、不利天氣條件以及來(lái) 自外部物體的可能沖擊)中提供保護(hù)。另外，該外殼還允許利用叉車、
起重機(jī)和/或其它提升/機(jī)動(dòng)裝置來(lái)操縱電池組11，這些裝置可包括或 可不包括用來(lái)附連到電池盒或外殼30上的固定件。電池組外殼30還 可提供用于相關(guān)的其它預(yù)期的電池組系統(tǒng)(僅舉例而言，例如車輛以及車輛的動(dòng)力裝置)的安裝和/或定位^^口 。在圖7中示出了電池組外殼30的輸入/輸出頻率響應(yīng)的定 性示意。如圖所示，頻率響應(yīng)大體上分為三個(gè)一般的定性區(qū)用于10Hz 以下頻率的低頻區(qū)；用于10Hz和100Hz之間的頻率的中間區(qū)；用于 100Hz以上頻率的高頻區(qū)。豎直線59表示電池組外殼30的自然頻率。 正如可應(yīng)用的領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員所理解的那樣，圖7所示的曲線 為電池組外殼30的頻率響應(yīng)的一般定性示意。對(duì)于電池組外殼30的 自然頻率之下的頻率，通過(guò)隔振系統(tǒng)(得到)的輸出具有沒(méi)有使其自身 與輸入頻率相匹配的低頻響應(yīng)，從而避免電池組外殼30在自然伴隨 有具有相當(dāng)能含量的輸入的部分的頻率處產(chǎn)生激勵(lì)。此外，對(duì)于電池 組外殼30的自然頻率之上的頻率(豎直線59以上的頻率)，隔振系統(tǒng) 大體上會(huì)減弱所有的輸入。如上文所纟是到的，電池組11典型地4交沉重，重好幾百磅或 者甚至過(guò)千磅，并僅可通過(guò)起重機(jī)和叉式裝卸車來(lái)進(jìn)行操縱。這樣， 所公開(kāi)主題的有利特征中的一個(gè)包括有助于操縱電池組11和相對(duì)容 易地定位這些電池組的方法。電池組外殼30可以本領(lǐng)域已知的任何 方式附連到攜帶電池組的車輛上。盡管如此，為了有助于安裝和移除， 以及以高壓車輛配線進(jìn)行連接，可使用改進(jìn)的托架將其中包含有電池 組11的電池組外殼30懸掛在車輛的結(jié)構(gòu)元件上。就其重量而言，與 車輛結(jié)構(gòu)元件的附連將是優(yōu)選的，但是所^^開(kāi)的發(fā)明的實(shí)施例不受電 池組在車內(nèi)的布置所限制。圖8圖示了架式安裝托架60的一個(gè)實(shí)施 例的幾個(gè)視圖，該架式安裝托架60構(gòu)造成以便提供重型電池組在電 動(dòng)或混合車輛中的容易的定位。圖8包括架式安裝托架60的側(cè)視圖(圖 8A)和正視圖(圖8B)，以及具有由兩個(gè)架式安裝托架60支承的電池組 11的電池組外殼30的正視圖(圖8C)。如圖8A所示,架式安裝托架60連接到電動(dòng)或混合車輛(未 示出)的結(jié)構(gòu)元件62上，并包括多個(gè)框架元件64、 66和68。例如， 一般在機(jī)車中，結(jié)構(gòu)元件長(zhǎng)且可支承多個(gè)外殼，并可由叉式裝卸車輕易地達(dá)到。所^Hf的電池組外殼30和架式安裝托架60可用于新的電
動(dòng)和/或混合車輛或翻新為電動(dòng)或混合車輛的現(xiàn)有車輛中，4旦是對(duì)于在 翻新的電動(dòng)或混合車輛中使用(如上文所列)特別有用，以有助于安裝
和輸送所需的電池組。如圖8所示，架式安裝托架60還包括凹口或 凹槽70。在^f吏用中，如圖8C所示，電池組外殼30的互補(bǔ)突起72、 74與架式安裝托架60的凹口或凹槽70匹配，以便允許容易地將帶有 電池組11的電池組外殼30插入電動(dòng)或混合車輛中和/或從電動(dòng)或混合 車輛中移除。如本文所使用的，表達(dá)"凹口或凹槽，，不僅包括圖示的 實(shí)施例，而且也包括V形凹陷、狹縫、圓形凹陷和/或用以容納突起 72、 74的互補(bǔ)形狀的長(zhǎng)窄槽或凹處。如可從圖8C中看到，在安裝和/ 或維修/移除電池盒/外殼30時(shí)，突起72、 74提供了支承、 一些可操 作性以及公差。如圖8進(jìn)一步圖示的，第一框架元件64在第一端部部分處 連接到結(jié)構(gòu)元件62上，并自其大體上水平地延伸。第二框架元件66 的端部部分在笫一框架元件64的、遠(yuǎn)離結(jié)構(gòu)元件62的第二端部部分 處連接到該第一框架元件64上，而第二框架元件66的第二端部部分 對(duì)角地延伸并抵靠或焊接在結(jié)構(gòu)元件62上。架式安裝托架60的笫三 元件68也連接到第一元件64的第二端部部分上并大體上自其向下延 伸。架式安裝托架60的三個(gè)框架元件62、 64和66形成二力結(jié)構(gòu)支 承，其中，可選擇第二元件64的對(duì)角斜度，以改善架式安裝托架60 的結(jié)構(gòu)完整性。 一般而言，二力支承施加非常小的力矩或者不施加力 矩，因而所涉及的力主要是壓縮和/或伸長(zhǎng)/拉伸類型的力。在^f吏用中，第 一元件64的凹口或凹槽70與第二元件66 — 起支承來(lái)自結(jié)構(gòu)元件62的電池組外殼30和電池組11的組合重量。 第三元件68提供(l)在將電池組11插入電動(dòng)或混合車輛中或自電動(dòng) 或混合車輛移除期間用于電池組外殼30的引導(dǎo)和對(duì)準(zhǔn)；還有(2)插入 后與電池組外殼30的緊固接口，以防止在操作期間移動(dòng)。對(duì)普通技 術(shù)人員而言將顯而易見(jiàn)地是，在某些情況下，可在第三元件68中而不是在第一元件64中提供凹口或凹槽70。在這樣的實(shí)施例中，架式 安裝托架60或結(jié)構(gòu)元件62將具有另外的凹口或凹槽，以支承電池組 外殼30的后部部分，同時(shí)前部部分由位于第三元件68中的凹口或凹 槽70支承。因此，盡管本發(fā)明的實(shí)施例構(gòu)思了設(shè)置在第三元件68上 的凹口或凹槽70,但是將凹口或凹槽70設(shè)置在第 一元件64上也是支 持的。在圖9和圖10中示出了圖8的架式安裝托架60的備選實(shí) 施例。在圖9的實(shí)施例中，提供了另外的水平地延伸的第四元件76, 并且增大了第二元件66的斜度，使得笫一和第四元件64、 76兩者由 此而連接起來(lái)，從而允許兩個(gè)電池組外殼30通過(guò)第一和第四元件64、 76中的相應(yīng)的凹口或凹槽70而堆疊在彼此之上。另外，圖9的架式 安裝托架60與結(jié)構(gòu)元件62的連接通過(guò)使用C槽型支承件78來(lái)實(shí)現(xiàn)， 該支承件78連接到豎直地延伸的元件80的后部部分上，該豎直地延 伸的元件80連"f妄到第一和第四元件64、 76的端部部分上，如圖所示。 正如普通技術(shù)人員將了解的，C槽型支承件78和車輛的結(jié)構(gòu)元件62 之間所形成的空間可用來(lái)容納電線以及連接到電池組11的其它構(gòu)件， 包括管路、管道或攜帶用于冷卻的空氣或其它流體的類似物。圖8和圖9中的托架實(shí)施例兩者均由彼此連接(例如通過(guò)焊 接)的單個(gè)構(gòu)件(例如具有任何截面形狀的管路)制成。在圖10的實(shí)施 例中，架式安裝托架60由切成任何期望形狀的單片金屬組成，以保 證結(jié)構(gòu)完整性，同時(shí)減少架式安裝托架60的總重量以及加速托架制 造過(guò)程。如圖所示，已通過(guò)/人實(shí)心金屬板上切掉三個(gè)部分82、 84和 86來(lái)制造圖10的架式安裝托架60。部分82、 84的移除提供了架式 安裝托架60的整體形狀，包括對(duì)應(yīng)于第一、第二和第三元件64、 66 和68的部分，而第三部分86的移除提供了用于配線和其它連接件的 切口，這已經(jīng)解釋過(guò)了?？杉す馇懈顖D9的架式安裝托架60。在插入 后使電池組外殼30保持就位的緊固接口 82可例如通過(guò)焊接而連接在 架式安裝托架60的遠(yuǎn)離結(jié)構(gòu)元件62的端部部分處。
用于將電池組固定到電池組外殼上的方法也在所7>開(kāi)的本
發(fā)明的實(shí)施例中。這些方法包括用復(fù)合板覆蓋電池組的至少一部分； 將帶條設(shè)置在復(fù)合板之上；將帶條的端部部分附連到電池組外殼的底 板上；以及將電池組的底面壓至電池組外殼底寺反的預(yù)加應(yīng)力的凸面
上，使得電池組的內(nèi)部電池保持基本是平的。這些方法進(jìn)一步包括 通過(guò)將彈性體隔振器設(shè)置在外殼的側(cè)壁和底板之間，使電池組與來(lái)自
攜帶該電池組的車輛的振動(dòng)隔離。另外，這些方法還包括基于電池 組外殼的自然頻率、電池組的自然頻率、攜帶該電池組外殼和該電池 組的車輛所傳遞的振動(dòng)的頻譜或者其組合，來(lái)選擇彈性體隔振器的選 自由彈簧常數(shù)、動(dòng)態(tài)響應(yīng)及其組合所組成的組的物理屬性。盡管已經(jīng)在附圖中顯示了本文所描述主題的公開(kāi)的實(shí)施 例，并結(jié)合幾個(gè)示例性實(shí)施例在上文中特別且詳細(xì)地對(duì)其進(jìn)行了完整 的描述，但對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將顯而易見(jiàn)的是，在沒(méi)有本質(zhì)上脫 離本文所闡述的新穎性教導(dǎo)、原理和構(gòu)思以及所附的權(quán)利要求書(shū)中所 記載的主題的優(yōu)勢(shì)的情況下，許多修改、改變和省略是可行的。因此， 所公開(kāi)發(fā)明的適當(dāng)范圍應(yīng)當(dāng)僅通過(guò)對(duì)所附的權(quán)利要求的最廣義的詮 釋來(lái)確定，以包含所有這樣的修改、改變和省略。另外，任何過(guò)程或 方法步驟的順序或序列可根據(jù)備選實(shí)施例而改變或重新排序。最后， 在權(quán)利要求中，任何方法加功能的分句旨在覆蓋本文所描述的執(zhí)行所 記載的功能的結(jié)構(gòu)，以及不僅是結(jié)構(gòu)等效物而且還有等效結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種電池組外殼，包括具有凸形頂面的預(yù)加應(yīng)力的底板；沿所述底板的周邊的至少一部分設(shè)置的至少一個(gè)隔振器；具有底部部分的與所述隔振器接觸的側(cè)壁，所述側(cè)壁通過(guò)所述隔振器與所述底板隔離；以及具有兩個(gè)端部部分的至少一個(gè)帶條，各端部部分附連到所述底板上；所述至少一個(gè)帶條構(gòu)造成以便保持電池組外部殼體的底面抵靠所述底板的頂面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組外殼，其特征在于，所述至少 一個(gè)隔振器包括設(shè)置在所述底板各個(gè)角落上的四個(gè)隔振器，并且所述 至少一個(gè)帶條包括四個(gè)帶條，所述電池組外殼進(jìn)一步包括復(fù)合板，所述復(fù)合板設(shè)置在所述四個(gè)帶條和所述電池組的外表面 之間；以及設(shè)置在所述復(fù)合板和所述側(cè)壁之間的多個(gè)隔振器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組外殼，其特征在于，所述側(cè)壁 為L(zhǎng)形，并且所述至少一個(gè)隔振器設(shè)置在所述L形側(cè)壁的內(nèi)側(cè)角落上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組外殼，其特征在于，所述電池 組外殼進(jìn)一步包括連接到所述底板的底面上的支柱。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池組外殼，其特征在于，所述側(cè)壁 是L形的，所述支柱的截面是C形的，所述支柱以X型式設(shè)置在所 述底板的底面上，所述底板包括沿所述底板的周邊設(shè)置的S形元件， 所述至少一個(gè)隔振器設(shè)置在所述S形元件和所述L形側(cè)壁的內(nèi)側(cè)角落 之間，并且所述S形元件的端部部分與所述C形支柱的底部部分基本 齊平。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組外殼，其特征在于，所述電池組外殼進(jìn)一步包括L形蓋，其第一部分形成所述側(cè)壁的一部分，所述L形蓋的垂直于所述第一部分的第二部分構(gòu)造成以便覆蓋所述電池組外殼，且頂蓋 的第二部分構(gòu)造成以便在設(shè)置在所述側(cè)壁的頂部部分上的軌道上滑進(jìn)和滑出所述電池組外殼。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組外殼，其特征在于，所述電池 組外殼進(jìn)一步包括附連到所述底板上以支承所述電池組的外部部件的多個(gè)托架。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組外殼，其特征在于，所述至少 一個(gè)隔振器為彈性體材料。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池組外殼，其特征在于，所述彈性 體材料的選自由彈簧常數(shù)、動(dòng)態(tài)響應(yīng)及其組合組成的組的物理屬性是 基于所述電池組外殼的自然頻率、所述電池組的自然頻率、攜帶所述 電池組外殼和所迷電池組的車輛所傳遞的振動(dòng)的頻譜或者其組合而 選擇的。
10. —種組合，包括電池組，其包括由多個(gè)匯流排互連的多個(gè)電池，支承所述多個(gè) 電池的凸點(diǎn)板，以及包圍所述凸點(diǎn)板和所述多個(gè)電池的外部殼體；和電池組外殼，其包括具有凸形頂面的預(yù)加應(yīng)力的底板，設(shè)置在 所述底板的相應(yīng)角落上的至少四個(gè)隔振器，通過(guò)所述至少四個(gè)隔振器 與所述底板隔離的側(cè)壁，附連到所述底板上、各自具有兩個(gè)端部部分 的帶條，多個(gè)復(fù)合板，多個(gè)隔振器以及L形蓋；其中，所述L形蓋的第一部分形成所述側(cè)壁的一部分，所述L形 蓋的垂直于所述第一部分的第二部分構(gòu)造成以便覆蓋所述電池組外 殼，頂蓋的第二部分構(gòu)造成以便在設(shè)置在所述側(cè)壁的頂部部分上的軌 道上滑進(jìn)和滑出所述電池組外殼；所述多個(gè)隔振器設(shè)置在所述復(fù)合板 上，所述側(cè)壁通過(guò)所述多個(gè)隔振器與所述復(fù)合板隔離，所述電池組的 外部殼體的外表面通過(guò)所述帶條而受壓抵靠在所迷底板的頂面上，使得所述電池組的多個(gè)電池基本是平的，并且所述復(fù)合板設(shè)置在所述帶 條和所述電池組之間。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的組合，其特征在于，所述底板包括設(shè)置在其底面上的支柱，所述側(cè)壁是L形的，所述支柱的截面是C形 的，所述支柱以X型式設(shè)置在所述底板的底面上，且所述底板包括沿 所述底板的周邊設(shè)置的S形元件，所述至少四個(gè)隔振器設(shè)置在所述S 形元件和所述L形側(cè)壁的內(nèi)側(cè)角落之間，并且所述S形元件的端部部 分與所述C形支柱的底部部分基本齊平。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的組合，其特征在于，所述至少四個(gè) 隔振器由彈性體材料制成，其中，所述彈性體材料的選自由彈簧常數(shù)、 動(dòng)態(tài)響應(yīng)及其組合組成的組的物理屬性是基于所述電池組外殼的自 然頻率、所述電池組的自然頻率、攜帶所述電池組外殼和所述電池組 的車輛所傳遞的振動(dòng)的頻鐠或者其組合來(lái)選擇的。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的組合，其特征在于，所述組合進(jìn)一 步包括車輛，其中具有所述電池組的電池組外殼設(shè)置在所述車輛內(nèi)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的組合，其特征在于，所述電池組外 殼進(jìn)一步包括至少 一個(gè)突起，以與連接到所述車輛的結(jié)構(gòu)元件上的至 少一個(gè)架式安裝托架上的相應(yīng)凹槽相匹配，所述至少一個(gè)架式安裝托 架包括具有連接到所述車輛的結(jié)構(gòu)元件上的第 一部分的第 一框架元件， 所述第一元件自所述結(jié)構(gòu)元件大體水平地延伸；具有第一端部部分和第二端部部分的第二框架元件，所述第一端 部部分在所述第一元件的遠(yuǎn)離所述結(jié)構(gòu)元件而設(shè)置的第二端部部分 處連接到所述第 一框架元件上，所述笫二框架元件的第二端部部分對(duì) 角地延伸并連接到所述結(jié)構(gòu)元件上；連接到所述第 一元件的第二端部部分上、自其大體向下延伸的第 三框架元件。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的組合，其特征在于，所述至少一個(gè)架式安裝托架進(jìn)一步包括基本平行于所述第一元件而延伸的第四框 架元件，以及連接到所述第一和第四框架元件上的C槽型支承件，其 中，所述C槽型支承件連接到所述結(jié)構(gòu)元件上，以便形成用于電池組 布線和冷卻的通道，并且所述至少一個(gè)架式安裝托架構(gòu)造成以便保持 兩個(gè)電池組外殼位于^皮此之上。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的組合，其特征在于，所述至少一個(gè) 架式安裝托架由單個(gè)激光切割金屬板制成，并且所述至少一個(gè)架式安 裝支架包4舌切口 ，以形成用于電池組布線和冷卻的通道。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的組合，其特征在于，所述車輛選自 由機(jī)車、非公路釆礦車、水上運(yùn)輸工具、起重機(jī)、公共汽車和小汽車 組成的組。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的組合，其特征在于，所述車輛為翻 新車輛。
19. 一種用于將電池組固定到電池組外殼上的方法，所述方法包括用復(fù)合板覆蓋所述電池組的至少一部分； 將帶條設(shè)置在所述復(fù)合板之上；將所述帶條的端部部分附連到所述電池組外殼的底板上；以及 將所述電池組的底面壓至所述電池組外殼的底板的預(yù)加應(yīng)力的 凸面，使得所述電池組的內(nèi)部電池保持基本是平的。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一 步包括通過(guò)將彈性體隔振器設(shè)置在所述外殼的側(cè)壁和所述底板之間來(lái) 使所述電池組與來(lái)自攜帶所述電池組的車輛的振動(dòng)隔離。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一 步包括基于所述電池組外殼自然頻率、所述電池組的自然頻率、攜帶所 述電池組外殼和所述電池組的車輛所傳遞的振動(dòng)的頻譜或者它們的組合，來(lái)選擇所述彈性體隔振器的選自由彈簧常數(shù)、動(dòng)態(tài)響應(yīng)及其組 合所組成的組的物理屬性。
全文摘要
一種電池組外殼包括具有凸面的預(yù)加應(yīng)力的底板(34)；沿底板(34)周邊的至少一部分設(shè)置的至少一個(gè)隔振器(40)；與至少一個(gè)隔振器(40)接觸以便與底板(34)隔離的側(cè)壁(32)；以及附連到底板(34)上的至少一個(gè)帶條(48)，該至少一個(gè)帶條(48)構(gòu)造成以便保持電池組(11)的外部殼體(30)的底面抵靠底板(34)的凸面，使得內(nèi)部電池組電池由基本平坦的表面支承。
文檔編號(hào)H01M2/10GK101682008SQ200880015259
公開(kāi)日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月7日
發(fā)明者A·K·庫(kù)馬, M·P·馬利 申請(qǐng)人:通用電氣公司