CN106257736B - 电池组过滤装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种示例性电池组过滤装置，除了其他方面以外包括框架、由框架容纳的干燥剂、以及薄膜，框架提供使空气穿过框架至电池组的内部的至少一个通道，薄膜配置为阻止液体穿过至少一个通道至内部。

Description

电池组过滤装置和方法
技术领域
本发明涉及降低电池组内部内的液态水，以及更具体地说涉及可以阻止液态水和水汽进入内部的过滤器。
背景技术
通常，电动车辆不同于常规的机动车辆，因为电动车辆使用一个或多个靠电池供电的电机选择性地驱动。与电动车辆相比，常规的机动车辆仅使用内燃发动机驱动。代替内燃发动机或除了内燃发动机之外，电机可以驱动电动车辆。电动车辆的示例包括混合动力电动车辆(HEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)、燃料电池车辆(FCV)以及电池电动车辆(BEV)。
电动车辆可以包括电池组以便驱动靠电池供电的电机。电池组可以由设置在保护壳体内部内的一个或多个电池阵列组成。典型地，壳体包括一个或多个排气路径以便使得壳体内部内的压力等于内部外的压力。排气路径提供了液态水和水汽进入内部的开口。
发明内容
一种根据本发明的示例性方面的电池组过滤装置，除了其他方面以外包括框架，框架提供使空气穿过框架至电池组的内部的至少一个通道。由框架容纳干燥剂，以及薄膜配置为阻止液体穿过至少一个通道进入内部。
在前述装置的另一非限制性实施例中，干燥剂直接接触薄膜。
在任一前述装置的另一非限制性实施例中，薄膜被直接固定到框架。
在任一前述装置的另一非限制性实施例中，薄膜能透过水汽并且挡住液态水。
在任一前述装置的另一非限制性实施例中，装置包括密封件，密封件在框架和电池组的壁之间的界面处。
在任一前述装置的另一非限制性实施例中，装置包括相对于电池组固定框架的螺纹连接件。
在任一前述装置的另一非限制性实施例中，螺纹连接件提供通道的一部分。
在任一前述装置的另一非限制性实施例中，薄膜或干燥剂中的至少一个处在电池组的内部的外面。
在任一前述装置的另一非限制性实施例中，薄膜和干燥剂在电池组的内部的里面。
在任一前述装置的另一非限制性实施例中，框架是圆顶状的。
一种根据本发明的另一示例性方面的电池组总成，除了其他方面以外包括具有包含电动车辆的至少一个电池阵列的内部区域的壳体，以及被接收在壳体的排气装置内的过滤装置。过滤装置的薄膜阻止液体穿过排气装置移向内部区域，以及过滤装置的干燥剂吸收液体。
在前述总成的另一非限制性实施例中，过滤装置可移动地连接到壳体。
在任一前述总成的另一非限制性实施例中，薄膜相对于通过排气装置进入内部区域的流动方向处在干燥剂的上游。
在任一前述总成的另一非限制性实施例中，排气装置配置为使空气往返于内部区域以使内部区域的压力等于壳体的外部的压力。
一种根据本发明的另一示例性方面的使电池中的压力平衡的方法，除了其他方面以外包括使空气流穿过框架中的通道至电池组的内部，使用薄膜阻止至少一些液体穿过通道，以及通过干燥剂吸收通道中的至少一些液体。
在前述方法的另一非限制性实施例中，方法包括使薄膜与干燥剂直接接触。
在任一前述方法的另一非限制性实施例中，薄膜相对于至电池组的内部的空气流处在干燥剂的上游。
在任一前述方法的另一非限制性实施例中，框架可移动地连接到电池组的壳体。
在任一前述方法的另一非限制性实施例中，通道包含在框架中的多个孔。
在任一前述方法的另一非限制性实施例中，干燥剂和薄膜在内部的外面。
附图说明
从具体实施方式中，本发明的示例的各种特征和优势对本领域技术人员将变得显而易见。伴随具体实施方式的附图简要说明如下：
图1示出了示例电动车辆的动力传动***的高度示意视图；
图2示出了图1的动力传动***的电池组的部分示意视图，其中移除了选择的部分以便显示多个电池阵列；
图3示出了与图2的电池组一起使用的电池组过滤装置的近视图；
图4示出了固定到电池组的一部分的图3的电池组过滤装置的透视图；
图5示出了在图2的电池组内处于安装位置的图3的电池组过滤装置的正视图；
图6示出了移除了滤芯的另一示例电池组过滤装置的透视图；
图7示出了另一示例电池组过滤装置的剖视图；
图8示出了固定到电池组的一部分的图7的电池组过滤装置的透视图；
图9示出了当从电池组移除时的图7的电池组过滤装置的仰视图；
图10示出了另一示例电池组过滤装置的剖视图；
图11示出了另一示例电池组过滤装置的剖视图。
具体实施方式
本发明总体涉及通过使用在电池组的排气装置内的过滤器阻止液态水和吸收水汽来阻止或降低在电池组的内部积聚的水。
参照图1，混合动力电动车辆(HEV)的动力传动***10包括具有一个或更多个阵列18的电池组14、内燃发动机20、马达22和发电机24。马达22和发电机24是电机的类型。马达22和发电机24可以是分开的或具有组合的马达-发电机的形式。
在该实施例中，动力传动***10是使用第一驱动***和第二驱动***的功率分流动力传动***。第一和第二驱动***产生扭矩以驱动一组或多组车辆驱动轮28。第一驱动***包括发动机18和发电机24的组合。第二驱动***至少包括马达22、发电机24和电池组14。马达22和发电机24是动力传动***10的电驱动***的一部分。
发动机20和发电机24可以通过动力传输单元30(例如行星齿轮组)连接。当然，可以使用包括其它齿轮组和变速器的其它类型的动力传输单元将发动机20与发电机24连接。在一个非限制实施例中，动力传输单元30是包括环形齿轮32、中心齿轮34和行星齿轮架总成36的行星齿轮组。
发电机24可以通过动力传输单元30由发动机20驱动以将动能转化为电能。可供选择地，发电机24可以起到马达的作用以将电能转化为动能，从而将扭矩输出至与动力传输单元30连接的轴38。
动力传输单元30的环形齿轮32与通过第二动力传输单元44和车辆驱动轮28连接的轴40连接。第二动力传输单元44可以包括具有多个齿轮46的齿轮组。其它动力传输单元也可以在其它示例中使用。
齿轮46将来自发动机20的扭矩传递给差速器48以最终给车辆驱动轮28提供牵引力。差速器48可以包括使扭矩能够传递给车辆驱动轮28的多个齿轮。在该示例中，第二动力传输单元44通过差速器48与车轴50机械连接以将扭矩分配给车辆驱动轮28。
可以选择性地使用马达22以通过将扭矩输出至也与第二动力传输单元44连接的轴54来驱动车辆驱动轮28。在该实施例中，马达22和发电机24配合作为再生制动***的一部分，在该再生制动***中马达22和发电机24可以都被用作马达以输出扭矩。例如，马达22和发电机24的每个可以输出电力从而给电池组14的电池单元再充电。
现在参照图2，电池阵列18设置在电池组14的内部64内的热交换板58上。在该示例中，热交换板58是冷板。冷却剂可以穿过热交换板58中的冷却剂路径循环以便从电池组14移除热能。
上部壳体68和下部壳体72在界面74处连接以便提供内部64。排气装置V允许空气流从电池组14的外部移向内部64以及反之亦然。在该示例中排气装置V在上部壳体68中。排气装置V可以在下部壳体72中，在上部壳体68和下部壳体72的组合中，或在允许电池组14的内部64和外部之间的流动的电池组14的其它区域中。
排气装置V使得内部64中的压力等于电池组14的外部的压力。如果需要的话，排气装置V进一步提供气体从电池阵列18内的单元逸出的路径。
现在在继续参照图2的情况下参照图3-5，在该示例中，空气的流F可以通过排气装置V从内部移向外部。示例电池组14设置在电动车辆内，在乘客舱的外部。因此，流F可以潜在地包括水汽和液态水，如果不阻止的话，水汽和液态水可能通过排气装置V进入内部64并且不合需要地接触电池阵列18以及内部64内的其它部件。
电池组过滤装置76设置在排气装置V内以便过滤气流F。电池组过滤装置76从流F中移除至少一些水汽和至少一些液态水。因此，已经穿过电池组过滤装置76至内部64的流F比在内部64的外面的流F包含较少的水汽和较少的液态水。
示例电池组过滤装置76包括框架78、干燥剂82和薄膜80。薄膜80可以阻止液态水。干燥剂82可以吸收已经穿过薄膜80的水汽。
示例框架78是聚合物材料。在另一示例中，框架78由一些其它类型的材料(例如金属材料)组成。
框架78包括开放区域84，在该示例中开放区域84由从框架78的底板88向上延伸的壁86提供。开放区域84容纳干燥剂82。
底板88包括多个开口90。开口90与开放区域84一起提供了允许流F穿过排气装置V的通道。开口90显示为在底板88中，但在其它示例中可以改为位于壁86内，或此外位于壁86内。
可以使用粘合剂、带或其它类型的连接部件将薄膜80固定到框架78。薄膜80被连接到框架78以便穿过开放区域84和开口90传递到内部64的所有或绝大多数流F穿过薄膜80。
薄膜80阻止流F内的液态水进入内部64。示例薄膜80是聚四氟乙烯薄膜，例如以商标GORE-TEXTM出售的聚四氟乙烯薄膜。
示例薄膜80与包含在开放区域84内的干燥剂82直接接触。在另一示例中，隔离物(例如其它材料层)阻止干燥剂82与薄膜80直接接触。
尽管薄膜80挡住液态水，水汽可以潜在地经过薄膜80移向开放区域84，以及如果不是干燥剂82的话穿过开口90进入内部64。
在温度波动过程中内部64内的水汽可以凝结为液态水，这潜在地对内部64内的部件产生负面影响。
干燥剂82吸收已经渗透到薄膜80的水汽。因此，干燥剂82比在无干燥剂82地使用薄膜80的情况下促进更多的水从穿过排气装置V的流F中移除。
干燥剂82可以是晶体、粉末或这些的一些组合。在一些示例中干燥剂材料可以是二氧化硅。设定开口90的大小以便阻止干燥剂82通过开口90落到开放区域84的外面。
在一些示例中，干燥剂82可以容纳在***到框架78内的多孔袋或容器中。多孔袋或容器阻止干燥剂82从开放区域84穿过开口90。
在另一示例中，干燥剂82放置在开放区域84内。然后薄膜80被固定到框架78并且延伸以便覆盖开口90。在这样的示例中，薄膜80保持开放区域84内的干燥剂82。
示例性电池组过滤装置76包括围绕它的周界的凸耳92，例如可以使用机械紧固件96将凸耳92固定到上部壳体68的面向外的表面94。
随着时间的过去，干燥剂82由于吸附水汽可能降低效用。因此，可能至少需要更换框架78内的干燥剂82。
为了更换干燥剂82，移除机械紧固件96并且然后从排气装置V取出电池组过滤装置76以便可以接近并且更换干燥剂82。
特别地，薄膜80相对于穿过排气装置V至内部64的流F的方向处在干燥剂84的上游。该布置促进干燥剂84的效用，因为干燥剂84在流F已经穿过薄膜80并且具有降低量的液态水之后吸收水汽。
现在参照图6，另一示例电池组过滤装置176包括框架178、薄膜180以及干燥剂182。
过滤装置176的干燥剂182容纳在滤芯102内。壳体178包括固定到上部壳体68的表面94的向外延伸的凸缘104。
密封件106在凸缘104的下面围绕排气装置V延伸。密封件106接触表面94以便确保穿过排气装置V至通道的空气流穿过薄膜180。
框架178中的开口190接收滤芯102并且提供上述流穿过电池组过滤装置176的通道的一部分。
从滤芯102的向外侧面延伸的夹片103可以将滤芯102固定在框架178内。垫圈(未示出)可以用于滤芯102和框架178的其它区域之间的座接区域。
如果需要替换电池组过滤装置176中的干燥剂182，可以移除将电池组过滤装置176固定到表面94的机械紧固件196以便可以从排气装置V取出电池组过滤装置176。然后滤芯102可以被移除并且被替换为取代的滤芯。例如，可以以对应于电池组14的特定的时间和维修的特定的维修间隔来移除并且替换滤芯102。
在一些示例中，薄膜180可以被固定到滤芯102的表面而不是框架178。在这样的示例中，薄膜180与滤芯102可以被一起移除。
现在参照图7-9，另一示例电池组过滤装置276包括框架278、薄膜280以及干燥剂282。薄膜280对准框架278的面向内部的表面以及特别地由框架278提供的开放区域284，开放区域284接收干燥剂282。框架278包括开口290以便允许上述流往返于开放区域284。
因为薄膜280对准框架278的面向内部的表面并且延伸横跨开口290，进入开口290的上述流在接触干燥剂282之前穿过薄膜280。示例薄膜280围绕在开放区域284内的干燥剂282。
示例电池组过滤装置276包括集成部件以便将电池组过滤装置276连接到上部壳体68。在这个示例中，框架278提供了接收上部壳体68的外螺纹连接件212的内螺纹连接件208。在另一示例中，框架278包括外螺纹连接件并且上部壳体68提供内螺纹连接件。
螺纹连接件208和212的每个提供孔。当连接件208被螺纹固定到连接件212时，上述流可以从开放区域284穿过薄膜280并且进入内部64。
密封件206阻止还没有穿过薄膜280进入开放区域284的上述流通过排气装置V进入内部64。
可以通过旋转电池组过滤装置276而解开螺纹连接件208和螺纹连接件212来移除电池组过滤装置276。然后可以替换或维修电池组过滤装置276。
现在参照图10，另一示例电池组过滤装置376包括框架378、薄膜380以及干燥剂382。壳体378的外部***边缘固定到薄膜380，然后薄膜380被固定到上部壳体68的面向内的表面394。框架378、薄膜380以及表面394的固定可以是粘合剂或可以包括机械紧固件，或一些其它类型的连接机构。
薄膜380横跨上部壳体68中的排气装置V。因此，进入排气装置V的上述流穿过薄膜380。框架378固定到薄膜380以便框架378将干燥剂382保持抵靠薄膜380。通过薄膜380穿过排气装置V的上述流穿过干燥剂382，穿过框架中的开口390，并且进入内部64。
现在参照图11，另一示例电池组过滤装置476包括框架478、薄膜480以及干燥剂482。在这个示例中，框架478容纳干燥剂，并且薄膜480与框架478隔开。框架478和干燥剂482在内部64中。相比之下，薄膜480在外部上。
薄膜480覆盖排气装置V以使穿过排气装置V的上述流穿过薄膜480。然后，上述流通过干燥剂482穿过框架478中的开口490，以及通过框架478中的开口490离开。
前述说明本质上是示例性的而不是限制性的。不必脱离本发明的实质的对本发明的示例的变化和修改对本领域技术人员将是显而易见的。因此，赋予本发明的法律保护范围仅通过研究以下权利要求确定。

Claims (9)

1.一种电池组过滤装置，包含：
框架，所述框架提供使空气穿过所述框架至电池组的内部的至少一个通道；
由所述框架容纳的干燥剂；以及
薄膜，所述薄膜配置为阻止所述内部的外面的液体穿过所述至少一个通道进入所述内部和所述干燥剂，所述干燥剂吸收已经自所述内部的外面穿过所述薄膜的水汽，其中所述薄膜被直接固定到所述框架以保持所述干燥剂。
2.根据权利要求1所述的电池组过滤装置，其中所述干燥剂直接接触所述薄膜。
3.根据权利要求1所述的电池组过滤装置，其中所述薄膜能透过水汽并且挡住液态水。
4.根据权利要求1所述的电池组过滤装置，进一步包含密封件，所述密封件处在所述框架和所述电池组的壁之间的界面处。
5.根据权利要求1所述的电池组- 过滤装置 ，进一步包含相对于所述电池组固定所述框架的螺纹连接件。
6.根据权利要求5所述的电池组过滤装置，其中所述螺纹连接件提供所述通道的一部分。
7.根据权利要求1所述的电池组过滤装置，其中所述薄膜或所述干燥剂中的至少一个处在所述电池组的所述内部的外面。
8.根据权利要求1所述的电池组过滤装置，其中所述薄膜和所述干燥剂在所述电池组的所述内部的里面。
9.根据权利要求1所述的电池组过滤装置，其中所述框架是圆顶状的。
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