本公開總體涉及用于電動車輛電池組的電池總成，并且更具體地涉及電池總成的擠壓電池殼體。

背景技術：

由于電動車輛使用由電池組供電的一個或多個電機選擇性地驅動，因此電動車輛與傳統(tǒng)機動車輛不同。電機可以代替內燃發(fā)動機或與內燃發(fā)動機一起驅動電動車輛。示例電動車輛包括混合動力電動車輛(hev)、插電式混合動力電動車輛(phev)、燃料電池車輛(fcv)和電池電動車輛(bev)。

電動車輛的電池組通常包括多個單獨的電池總成，每個電池總成具有一個或多個電極。例如，接線柱從電池總成延伸以將電極電連接到匯流條。一些電池組包括與電池總成分開的結構，該結構用于對齊和保持電池總成、使流體移動并且保持隨時間的結構完整性。

技術實現要素：

根據本公開的示例性實施例的電池總成除其它方面以外包括提供開放區(qū)域的擠壓殼體以及電動車輛電池組的電極。電極被保持在開放區(qū)域中。

在具有上述總成的一個或多個特征的另一示例中，擠壓殼體包含對齊特征部，該對齊特征部配置為與電池組的不同部分接合以限制擠壓殼體相對于不同部分的運動。

在具有任一上述總成的一個或多個特征的另一示例中，該電池總成包含多個擠壓殼體。對齊特征部是第一個擠壓殼體的第一對齊特征部，并且電池組的不同部分是第二個擠壓殼體的第二對齊特征部。

在具有任一上述總成的一個或多個特征的另一示例中，電池總成包含端部板，并且電池組的不同部分是端部板的對齊特征部。

在具有任一上述總成的一個或多個特征的另一示例中，對齊特征部從擠壓殼體的外表面延伸，該外表面背離開放區(qū)域。對齊特征部具有對齊表面，該對齊表面橫向于外表面并且與該不同部分接合。

在具有任一上述總成的一個或多個特征的另一示例中，該電池總成包含沿電池組的軸線設置的多個擠壓殼體。對齊特征部從面向軸線方向的擠壓殼體的表面延伸。

在具有任一上述總成的一個或多個特征的另一示例中，擠壓殼體與其它擠壓殼體沿電池組的軸線設置。對齊特征部從橫向于軸線的擠壓殼體的表面延伸。

在具有任一上述總成的一個或多個特征的另一示例中，對齊特征部是位于擠壓殼體的第一軸向側上的第一對齊特征部并且擠壓殼體進一步包含位于擠壓殼體的第二軸向側上的第二對齊特征部。第一對齊特征部與第二對齊特征部不對稱。

在具有任一上述總成的一個或多個特征的另一示例中，擠壓殼體形成管道特征部，該管道特征部配置用于提供管道的至少一部分，該管道的至少一部分在電池組內輸送溫度管理流體。

在具有任一上述總成的一個或多個特征的另一示例中，管道特征部從擠壓殼體的外表面延伸，該外表面背離開放區(qū)域。管道特征部具有橫向于外表面并且配置為與溫度管理流體直接接觸的管道表面。

在具有任一上述總成的一個或多個特征的另一示例中，電極圍繞電極軸線折疊和纏繞，并且擠壓殼體沿與電極軸線對齊的方向被擠壓。

在具有任一上述總成的一個或多個特征的另一示例中，第一頂蓋被固定到擠壓殼體的第一端部并且第二頂蓋被固定到擠壓殼體的相對的第二端部。

在具有任一上述總成的一個或多個特征部的另一示例中，擠壓殼體包含電極定位特征部，該電極定位特征部延伸到開放區(qū)域內并且配置用于對齊電極。

根據本公開的另一示例性方面的電極容納方法除其它方面以外包括將電動車輛電池總成的電極定位在擠壓殼體的開放區(qū)域中。

具有上述方法的一個或多個特征的另一示例包括將第一頂蓋固定到擠壓殼體的第一端部，以及將第二頂蓋固定到擠壓殼體的相對第二端部以將電極大體封閉在開放區(qū)域內。

具有任一上述方法的一個或多個特征的另一示例包括使用擠壓殼體的對齊特征部相對于電池組的不同部分安裝和定位擠壓殼體。

具有任一上述方法的一個或多個特征的另一示例包括使用管道在電池組中引導溫度管理流體，該管道至少部分由擠壓殼體的管道特征部提供。

具有任一上述方法的一個或多個特征的另一示例包括使用電極定位特征部將電極約束在開放區(qū)域中，該電極定位特征部延伸到開放區(qū)域內。

具有任一上述方法的一個或多個特征的另一示例包括在定位之前纏繞電極以提供電極的果凍卷狀結構。

附圖說明

公開示例的各種特征及有利之處從下列具體實施方式中對本領域的技術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：

圖1示出了示例電動車輛的示意性側視圖；

圖2示出了來自圖1的車輛的電池組；

圖3示出了來自圖2的電池組并且包含擠壓殼體的電池單元的分解視圖；

圖4示出了用在圖3的電池單元中的另一示例擠壓殼體；

圖5示出了根據另一示例實施例的兩個軸向相鄰的電池單元的截面圖；

圖6示出了根據另一示例實施例的兩個軸向相鄰的電池單元的截面圖；

圖7示出了根據另一示例實施例的兩個軸向相鄰的電池單元的截面圖；

圖8示出了根據另一示例實施例的三個軸向相鄰的電池單元的截面圖；

圖9示出了根據另一示例實施例的兩個軸向相鄰的電池單元的截面圖；

圖10示出了根據另一示例實施例的兩個軸向相鄰的電池單元的側視圖；

圖11示出了用在圖3的電池單元中的另一示例擠壓殼體的透視圖；

圖12示出了用在圖3的電池單元中的另一示例擠壓殼體的透視圖；

圖13示出了用在圖3的電池單元中的另一示例擠壓殼體；

圖14示出了具有豎直對齊件的電池單元殼體的部分；

圖15示出了適于用在圖14的電池單元殼體中的頂蓋；

圖16示出了用在圖14的電池單元殼體中的另一示例頂蓋；

圖17示出了用在圖14的電池單元殼體中的又一頂蓋；

圖18示出了電池單元的分解視圖，該電池單元具有位于橫向側上的接線柱；

圖19示出了另一示例電池單元的透視分解圖，該電池單元具有位于第一橫向側上的接線柱以及位于相對橫向側上的第二接線柱；

圖20示出了另一示例電池單元的透視分解圖，該電池單元具有延伸穿過位于第一橫向側上的頂蓋的接線柱和延伸穿過位于相對橫向側上的另一頂蓋的另一接線柱。

具體實施方式

本公開總體涉及用于電動車輛電池組的電池總成。電池總成包括擠壓殼體。在一些示例中，擠壓殼體包含有助于使電池總成相對于其它結構保持和對齊的擠壓特征部。在其它示例中，擠壓殼體包括促進溫度管理流體流動的擠壓特征部。

參考圖1，示例電動車輛10包括電池14、電機18和一對車輛驅動車輪22。電機18可以從電池14接收電力。電機18將電力轉換為驅動車輪22的扭矩。在一些實施例中，所示的電池14包括相對高電壓的牽引電池。

示例性車輛10是全電動車輛。在其它示例中，電動車輛10是混合動力電動車輛，其可以利用內燃發(fā)動機代替電機18或與電機18一起提供扭矩來選擇性地驅動車輪22。

現在繼續(xù)參考圖1地參考圖2，電池14的陣列24包括沿軸線a設置并且軸向夾在端部板30之間的多個單獨的電池單元26。電池14可包括陣列24和若干其它陣列。在一些示例中，陣列24被認為是模塊或堆。

電池單元26和端部板30設置在熱交換板34上。在該示例中，電池單元26包括棱柱狀鋰離子電池單元。

電池單元26包括接線柱38，接線柱38將單個電池單元26電連接到匯流條或一些其它結構，以向電池單元26傳輸電力和從電池單元26傳輸電力。在該示例中，接線柱38從陣列24的橫向側延伸。在其它示例中，一些或全部接線柱38定位在另一區(qū)域中，例如在陣列24的豎直頂部。

現在繼續(xù)參考圖2地參考圖3，示例電池單元26包括保持電極54的電池單元殼體50。電池單元殼體50提供保持至少一個電極54的開放區(qū)域58。在另一示例中，開放區(qū)域58保持除電極54之外的其它電極。

示例電極54是包括陰極層、陽極層、隔離阻隔件和絕緣阻隔件的多層結構。電極54圍繞電極軸線e折疊和纏繞以提供果凍卷狀電極結構。在其它示例中，電極54被堆疊、纏繞或兩者都有。

電池單元殼體50包括擠壓殼體62、第一頂蓋66和第二頂蓋70。擠壓殼體62提供接收電極54的電池單元殼體50的開放區(qū)域58。擠壓殼體62有時被認為是擠壓管、擠壓套筒或擠壓罐。為了將電極54封閉在開放區(qū)域58內，第一頂蓋66固定到擠壓殼體62的第一端部，并且第二頂蓋70固定到擠壓殼體62的相對的第二端部。

在該示例中，第一頂蓋66包括孔74。接線柱38穿過孔74延伸到電極54(參見圖2)，以促進與電極54的導電連接。

擠壓殼體62使用擠壓工藝成型。在示例擠壓工藝期間，將材料推過模具以形成擠壓殼體62的橫截面輪廓。擠壓殼體62的材料可以是鋁或適于擠壓工藝的另外的材料。

然后從已經被推過模具的材料切割擠壓殼體62。在側面78和相對側82從材料切割出擠壓殼體62。擠壓殼體62的尺寸d在擠壓方向上?？梢岳斫獾氖?，擠壓殼體62的尺寸d基于相對于側面82切割側面78的位置。如果需要具有增加或減小的尺寸d的擠壓殼體，則改變切口的位置。因此，可以使用相同的模具和其它擠壓工具來形成多個擠壓殼體，每個擠壓殼體具有不同的尺寸d。在過去，使用深拉伸技術制造的電池單元殼體需要明顯的模具變化以改變拉伸方向上的距離。

電極54放置在開放區(qū)域58中，以使軸線e與擠壓方向對齊。在另一示例中，電極可以放置在開放區(qū)域中，以使軸線e橫向于擠壓方向。

第一頂蓋66和第二頂蓋70可以通過焊接或另一附接技術(例如壓接)固定到擠壓殼體62。在該示例中，第一頂蓋66和第二頂蓋70是鋁，但可以由其它材料制成。第一頂蓋66和第二頂蓋70可以是與擠壓殼體62相同的材料，或者是與擠壓殼體62不同的材料。第一頂蓋66和第二頂蓋70可以被鑄造或機械加工成所需尺寸。

在本公開的下列部分中，在適當的情況下相同的附圖標記指代相同的元件，并且附加有字母的附圖標記表示被理解為大體包含上述相應元件的相同特征和益處的修改元件，除非另外指出的情況。

現在參考圖4，另一示例擠壓殼體62a包括多個特征部90，多個特征部90被擠壓在一起并且與擠壓殼體62a的其余部分集成。示例特征部90具有矩形輪廓。擠壓工藝允許許多不同輪廓或定向的特征部90，例如三角形特征部、凹槽、半球形肋等。

擠壓殼體62a的示例特征部90設置在擠壓殼體62a的軸向相對側面92的每一個上并從其突出。特征部90在電池總成軸線a的方向上從擠壓殼體62提供的開放區(qū)域58a延伸。

示例特征部90可以是對齊特征部、管道特征部或兩者。當擠壓殼體62a位于電池組的陣列內時，特征部90與電池組的另一部分接合，從而：在相鄰殼體62a之間提供所需的間隔、以所需結構對齊和保持殼體62a、便于溫度管理流體的流通或這些的一些組合。其它部分與特征部90和擠壓殼體62a不同。例如，特征部90可以與電池組內的軸向相鄰擠壓殼體上的相應對齊特征部接合，以在擠壓殼體62a和軸向相鄰電池總成的擠壓殼體之間提供所需的間隔。該間隔可以用作輸送或引導用于溫度管理的流體(例如冷卻劑)流動的管道或通道。在過去，需要與電池單元殼體分離的獨立間隔件來提供這樣的間隔。

在陣列內，電池總成在端部板30之間軸向壓縮。擠壓殼體62a的特征部90可以接觸軸向相鄰結構的部分，以沿著軸線a向軸向相鄰結構(例如另一擠壓殼體或其中一個端部板)施加壓縮力。特征部90還可以通過限制擠壓殼體62a在陣列內的相對運動來增強擠壓殼體62a的結構完整性。在過去，需要與電池單元殼體分離的獨立間隔件沿著軸線a施加壓縮力。

圖5至圖10示出了包括各自的示例性特征部90b-90g的示例擠壓殼體62b-62g的截面圖，以及特征部90b-90g如何與電池組的其它不同部分連接。為了繪圖清晰，特征部90b-90g已經被夸大和放大。

在圖5的示例中，擠壓殼體62b的特征部90b在電池組的陣列內彼此連接，以提供擠壓殼體62b之間所需的軸向間隔。由軸向間隔產生的間隙g可用于使溫度管理流體(例如空氣)流通穿過電池組以用于溫度管理。擠壓殼體62b的第一軸向側上的特征部90b與擠壓殼體62b的相對的第二軸向側上的特征部90b對稱。

在圖6的示例中，擠壓殼體62c第一軸向側上的特征部90c與擠壓殼體62c相對的第二軸向側上的特征部90c對稱。擠壓殼體62c第一軸向側上的特征部90c提供擠壓殼體62c之間所需的軸向間隔。在擠壓殼體62c中的至少一個的相對的第二軸向側上，特征部90c互連到電池組陣列的端部板30c。在陣列的軸向端部處將對齊特征部90c互連到端部板30c可以限制相關擠壓殼體62c在橫向于軸線a的方向t(例如根據附圖的豎直方向)上相對于端部板30c的移動。在該示例中，特征部90c是接收在端部板30c的相應凹槽內的肋。在另一示例中，肋可以從端部板30c延伸到擠壓殼體62c內的凹槽中。

在圖7的示例中，擠壓殼體62d第一軸向側上的特征部90d與擠壓殼體62d相對的第二軸向側上的特征部90d不對稱。也就是說，第一軸向側上的特征90d是偏置的，并且具有與相對的第二軸向側上的特征部90d不同的位置。因為特征部90d是不對稱的，所以擠壓殼體62d被設計成沿一個定向裝配在陣列內，這可以有助于在組裝期間將擠壓殼體62d正確地定位在陣列內。當定位在陣列內時，特征部90d與軸向相鄰的擠壓殼體62d的相應特征部軸向地重疊。在其它示例中，特征部90d被接收在軸向相鄰擠壓殼體62d的相應凹槽內。特征部90d從擠壓殼體62d的背離擠壓殼體62d的開放區(qū)域58d的表面軸向延伸。特征部90d包括面向橫向于軸線a的方向t(例如圖中的向上方向)的表面100和特征部90d從其延伸的擠壓殼體62d的表面。表面100與軸向相鄰擠壓殼體中的特征部的對應表面接合。特征部90d與軸向相鄰的擠出殼體的相應特征部之間的相互作用限制了在軸向方向和橫向于軸線a的方向上的相對運動，以及確保殼體與殼體對齊。

在圖8的示例中，特征部90e從擠壓殼體62e的第一軸向側延伸。在這種意義上，擠壓殼體62e是不對稱的。特征部90e提供擠壓殼體62e之間所需的軸向間隔。

在圖9的示例中，擠壓殼體62f的第一軸向側上的特征部90f與擠壓殼體62f相對的第二軸向側上的特征部90f是不對稱的。擠壓殼體62f的特征部90f與軸向相鄰的擠壓殼體62f的相應特征接合，以提供間隙g和擠壓殼體62f之間所需的軸向間隔兩者。在該示例中，間隙g具有總體圓柱形的輪廓。

為了提供總體圓柱形的輪廓，其中一個擠壓殼體62f的特征部90f具有凹面輪廓，該凹面輪廓豎直面向下(例如圖中向下)以與另一擠壓殼體62f中的豎直面向上的凹面輪廓接合。總體圓柱形的輪廓提供了用于使溫度管理流體(例如空氣或液體)流通穿過電池組的管道或通道。特征部90f允許優(yōu)化間隙g，優(yōu)化間隙g使溫度管理流體以降低壓降、改進冷卻效率和降低電池組的電池總成之間的溫度變化的方式流通穿過電池組?？梢哉{整特征部90f的尺寸、形狀和拓撲結構以使熱傳遞的表面積最大化，同時可以通過面積/體積平衡來定制溫度管理流體的流量和壓降。

在圖10的示例中，擠壓殼體62g第一軸向側上的特征部90g提供了間隙g并且提供了擠壓殼體62g之間所需的軸向間隔兩者。在至少一個擠壓殼體62g相對的第二軸向側上，特征部90g互連到電池組的端部板30g。擠壓殼體62g的第一軸向側上的特征部90g與擠壓殼體62g的第二軸向側上的特征部90g是不對稱的。在該示例中，特征部90g是接收在端部板30g的相應凹槽內的延伸部。在另一示例中，具有所示結構的延伸部可以從端部板30g延伸到擠壓殼體62g的凹槽中。特征部90g可便于擠壓殼體62g的對齊，并且有利于約束殼體62g或電極。特征部90g通過防止以不正確的取向安裝殼體62g而另外有助于組裝。

現在參考圖11，另一示例擠壓殼體62h包括位于擠壓殼體62h的豎直底部的特征部90h。例如特征部90h可用于促進擠壓殼體62h和電池組內的熱交換板34之間的熱傳遞。特征部90h可以被認為是附接或對齊特征部。特征部90h可以定位在擠壓殼體62h的任何區(qū)域，而不僅僅是豎直底部。

現在參考圖12，又一示例擠壓殼體62i具有位于擠壓殼體62i的豎直底部的多個特征部90i。特征部90i可以用于促進向電池組內的熱交換板的熱傳遞。對齊特征部90i可潛在地形成間隙g，間隙g用于使溫度管理流體(例如空氣或液體)流通穿過電池組。

參考圖13，再一示例擠壓殼體62j包括延伸到擠壓殼體62j的開放區(qū)域58j中的多個特征部110。換句話說，特征部110從擠壓殼體62j的內壁突出。示例特征部110是對齊特征部，其可以用于保持擠壓殼體62j的開放區(qū)域58j內的一個或多個電極的位置。在一些示例中，擠壓殼體62j和本公開的其它電極殼體可以保持多于一個電極。例如，擠壓殼體62j可以保持分別堆疊在彼此之上(例如分別在位置112、114和116)的三個單獨的果凍卷狀電極。

在圖2至圖13的示例中，擠壓殼體62-62j被配置為使開放空間58在電池組內具有水平定向。現在參考圖14，另一示例電池單元殼體50k的擠壓殼體62k的開放空間58具有豎直定向。當電池單元殼體50k在電池組內時，第一頂蓋66k位于擠壓殼體50k的豎直底部，并且第二頂蓋70k位于擠壓殼體62k的豎直頂部。為了本公開的目的，豎直和水平是相對于地面的。

參考圖15至17，各種頂蓋661-66n可以與擠壓殼體62-62k組合使用。在圖15的示例中，頂蓋661包括附接特征部120，在頂蓋661與圖14的豎直定向的擠壓殼體62k相關聯地使用的情況下，附接特征部120可用于將頂蓋661固定到電池組的另一不同部分(例如熱交換板34)。附接特征部120可被接收在熱交換板的凹槽或電池組的其它不同部分中內，以有助于固定頂蓋661而無需單獨的機械緊固件。附接特征部120可以增強熱傳遞，而并非依賴于例如隨時間劣化的熱油脂或單獨的界面介質。附接特征部120還可以提供凹槽，該凹槽接收來自電池組其它不同部分的延伸部。附接特征部120可以被設計為使相關的電池總成具有與電池組的其它不同部分相對均勻的間隔。

在圖16的示例中，頂蓋66m包括特征部124，特征部124便于頂蓋66m與熱交換板34的緊密接觸，以及保持對齊和便于組裝(例如在組裝期間作為定位特征部)。例如間隔件124可以被接收在熱交換板的凹槽內或者可以形成接收熱交換板的突出部的凹槽。

在圖17的示例中，頂蓋66n包括用于使溫度管理流體流通穿過電池組的各部分的管道132。

現在參考圖18到圖20，由于擠壓殼體62-62k使用兩個頂蓋，所以接線柱可以定位在許多不同的位置和結構中，而不需要大量的設計變化。

在圖18的示例中，電池單元26o的接線柱38o都延伸穿過電池單元殼體50o的相同頂蓋66o。

在圖19的示例中，電池單元26p的其中一個接線柱38p延伸穿過頂蓋66p和擠壓殼體62p之間的接口，并且電池單元26p的另一接線柱38p延伸穿過頂蓋70p和擠壓殼體62p之間的接口。電池單元26p的接線柱38p設置在電池單元26p的相對端上。

在圖20的示例中，電池單元26q的其中一個接線柱38q延伸穿過第一頂蓋66q中的孔174，并且電池單元26q的另一接線柱38q延伸穿過第二頂蓋70q中的孔178。電池單元26q的接線柱38q設置在電池單元26q的相對端上。

一些所公開的實施例中的特征部包括擠壓殼體設計，其可以可選地包括便于對齊、溫度管理和結構完整性的特征部。擠壓工藝可以適于相對復雜的單向壁輪廓。確保電池總成的對齊能夠實現電池總成的接線柱和匯流條之間的更一致的連接，例如，通過這些連接來降低件與件之間電阻的變化。示例實施例可以減少總體部件數量、組裝復雜性、組裝時間并且在電池組的壽命期間提供增強的陣列對齊保持。這些特征部可以通過阻止擠壓殼體以不正確的定向安裝來提供組裝防錯功能。

上述說明書實質上是示例性的而并非限制。在不一定脫離本公開的本質的情況下，所公開示例的變化和修改對于本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，給予本公開的法律保護的范圍只能通過研究下列權利要求來確定。