CN107863466B - 电池组支撑组件 - Google Patents

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Abstract

一种用于电池阵列的示例性支撑组件，尤其包括框架和固定到框架的***件。***件配置成在框架内保持至少一个电池单元。框架由第一材料制成，并且***件由比第一材料软的第二材料制成。将电池单元固定在电动车辆的牵引电池组中的示例性方法尤其包括压缩***件抵靠于至少一个电池单元。***件被固定到由第一材料制成的框架上。***件由比第一材料软的第二材料制成。

Description

电池组支撑组件
技术领域
本公开总体上涉及将电池单元保持在电动车辆的电池组内的支撑组件，并且更具体地，涉及一种包括相对软的***件的支撑组件。
背景技术
电动车辆与常规机动车辆不同，因为电动车辆是使用由电池组供电的一个或多个电机选择性地驱动的。电机可以替代内燃机或和内燃机一起驱动电动车辆。示例电动车辆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)和电池电动车辆(BEV)。
电动车辆的电池组通常包括一个或多个电池阵列。每个电池阵列可以包括沿轴线的多个电池单元。支撑组件将电池单元保持在电池阵列内。每个支撑组件可以包括围绕一个或多个电池单元的外周设置的相对刚性的框架。
发明内容
一种根据本公开的示例性方面的用于电池阵列的支撑组件尤其包括框架和固定到框架的***件。***件被配置成将电池单元保持在框架内。框架由第一材料制成，并且***件由比第一材料软的第二材料制成。
在上述支撑组件的另一非限制性实施例中，框架包括配置成接收电池单元的孔。***件围绕孔的周边设置。
任一上述支撑组件的另一非限制性实施例包括电池单元，并且电池单元压配合到孔中，使得电池单元压缩***件。
任一上述支撑组件的另一非限制性实施例包括电池单元，并且电池单元是袋状单元。
任一上述支撑组件的另一非限制性实施例包括具有位于孔内的部分的第一电池单元和具有位于孔内的部分的第二电池单元。
在任一上述支撑组件的另一非限制性实施例中，孔具有矩形周边，并且***件包括设置在矩形周边的第一横向侧面、相对的第二横向侧面、顶侧和底侧的部分。
在任一上述支撑组件的另一非限制性实施例中，周边包括多个没有***件的拐角以为电池单元提供离隙区域。
在任一上述支撑组件的另一个非限制性实施例中，框架围绕轴线设置，并且***件被配置为面向轴线，使得***件直接接触背离轴线的电池单元的表面。
在任一上述支撑组件的另一非限制性实施例中，第一材料具有比第二材料更高的硬度。
在任一上述支撑组件的另一非限制性实施例中，第一材料包括尼龙，第二材料是聚氨酯泡沫或任何其它合适的泡沫材料。
在任一上述支撑组件的另一非限制性实施例中，框架和***件是电动车辆的牵引电池组的部分。
一种根据本公开的示例性方面的电动车辆电池阵列，尤其包括沿着轴线与第一支撑组件一起设置的多个第二支撑组件。第一框架和第二支撑组件沿轴线被压缩。
一种根据本公开的示例性方面的将电池单元固定在电动车辆的牵引电池组中的方法尤其包括压缩***件抵靠电池单元。***件被固定到由第一材料制成的框架上。***件由比第一材料软的第二材料制成。
上述方法的另一个非限制性实施例包括通过将***件成型到框架上来将***件固定到框架上。
在任一前述方法的另一非限制性实施方案中，第一材料具有比第二材料更高的硬度。
在任一前述方法的另一非限制性实施方案中，第一种材料包括尼龙，第二种材料是聚氨酯泡沫。
在任一上述方法的另一个非限制性实施例中，框架和***件是电动车辆的牵引电池组的部分。
任一前述方法的另一非限制性实施例包括用电池单元为电动车辆的驱动轮提供动力。
在任一上述方法的另一个非限制性实施例中，电池单元沿着电池阵列的轴线设置，并且在相对于轴线的径向方向上被压缩。
在任一上述方法的另一非限制性实施方案中，电池单元是袋状单元。
附图说明
通过详细描述，所公开的示例的各种特征和优点对于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可以简要描述如下：
图1示出了电动车辆的高度示意图；
图2示出了图1的电动车辆中的电池组的示例性电池阵列的透视图；
图3示出了来自图2的电池阵列的用于保持电池单元的支撑组件的透视图；
图4示出了来自图2的电池阵列的支撑组件和两个电池单元的透视分解图；
图5示出了图4的支撑组件的前视图；
图6示出了图5中的线6-6处的剖视图；
图7示出了在图6的位置处截取的截面图，此时图5的支撑组件是保持两个电池单元；
图8示出了根据另一示例性实施例的支撑组件的前视图。
具体实施方式
本公开涉及一种用于将电池单元保持在电池阵列内的支撑组件。支撑组件包括提供用于接收电池单元的孔的框架。在至少一些区域中，***件位于框架和电池单元之间。
***件相对于框架和电池单元是可压缩的。因此，***件可以符合框架和电池单元的几何形状，并且即使其表面包括不规则性，也可以保持与框架和电池单元的接触。***件还可以减少通过框架引入的电池单元的振动载荷。
参考图1所示，示例电动车辆10包括电池组14、电机18和一对车轮22。电机18可以从电池组14接收电力。电机18将电力转换为驱动车轮22的转矩。电池组14可被认为是相对的高压牵引电池组。
示例电动车辆10是全电动车辆。在其他示例中，电动车辆10是混合动力电动车辆，其可以用替代或者附加于电机的内燃机提供的转矩来选择性地驱动车轮22。
现在继续参考图1并参考图2至图4。电池组14包括阵列26。在一些示例中，电池组14可以包括多于一个阵列26。
在该示例性实施例中，阵列26包括沿轴线A设置的多个电池单元30和支撑组件34。阵列26包括二十二个电池单元30和十一个支撑组件34，但是可以使用其它数量的电池单元30和支撑组件。
每个示例性支撑组件34保持两个电池单元30。在其他示例中，支撑组件34可以保持一个电池单元30或多于两个的电池单元30。
在该示例中，电池单元30具有约5.46毫米的轴向宽度。支撑组件34具有约为电池单元30的轴向宽度的两倍的轴向宽度。
在阵列26内，支撑组件34和电池单元30在端板38之间轴向压缩。带42围绕阵列26设置，以沿着轴线A将压缩施加到阵列26的框架60和电池单元30。端板38可以是金属材料。
在该实施例中，电池单元30是锂离子袋状单元。电池单元30包括有效区域46和从有效区域46径向延伸的凸缘50。端子54还从有效区域46和凸缘50延伸。电池单元30具有在此示例中为铝制的外部覆盖物或片材。覆盖物密封在电池单元30的周边，以封闭有效区域46。凸缘50表示铝片的密封区域。
其他实施例可以使用与框架一起使用的其他类型的电池单元30，例如圆柱形单元或棱柱形单元。
示例性支撑组件34包括提供接收电池单元30的孔64的框架60。框架60类似于相框。孔64是矩形的，并且其尺寸适于容纳电池单元30。
当支撑组件34将电池单元30保持在阵列26内时，有效区域46和凸缘50的至少一些区域定位在孔64内。端子54延伸到孔64的外部并经过支撑组件34。端子54将电池单元30电连接到另一结构，例如汇流条。
电池单元30的电力通过汇流条移动到端子54或从端子54移动出。来自电池单元30的电力可以为驱动轮22提供动力。电机18可以通过端子54对电池单元30再充电。
阵列26的电池单元30可以在尺寸上变化。例如，阵列26中的一个电池单元30的有效区域46可以稍微大于阵列26中的另一个电池单元30的有效区域46。每个单独的电池单元30也可以具有一些尺寸变化。例如，给定的电池单元30可以具有相对于电池单元30的顶部处的轴向厚度在电池单元30的底部增加的轴向厚度。
框架60的尺寸也可以变化。例如，阵列26中的一个框架60的孔64可以相对于另一个框架60的孔64略微过大。
制造公差、构造公差、环境因素等可能导致框架60和电池单元30中的这种变化。可以理解，这些变化可能导致框架60和电池单元30之间的不一致的界面。示例性支撑组件34通过引入比框架60和潜在的电池单元30更柔软的***件68来帮助适应这些变化。
现在继续参考图3和图4并参考图5，***件68或衬垫围绕孔64的周边固定到框架60。当电池单元30位于孔64内时，***件68与电池单元30相接。为了本公开的目的，周边是在给定的轴向位置处的孔64的径向最外面部分。
框架60由相对刚性的材料制成，例如肖氏D硬度值高于50的尼龙基聚合物。可以使用不是基于尼龙的刚性塑料代替尼龙基聚合物。
***件68由比框架60的材料更柔软的材料制成，例如肖氏OO硬度值小于50的聚氨酯泡沫。其它类型的较软材料可以用于***件，如聚氨酯泡沫以外的泡沫。
框架60的硬度值高于***件68的硬度，这就是***件68被认为比框架60更软的原因。***件68的泡沫可以包括不同材料的外表皮。可以选择用于框架60和***件68的材料以具有基于特定项目目标的其它硬度。即使硬度被改变，框架60可以相对于***件68保持刚性，并且***件68可以满足压缩目标。
***件68的柔软性可以帮助缓冲电池单元30。也就是说，***件68可以帮助吸收冲击和震动载荷。
在一些示例性实施例中，***件68相对于框架60和电池单元30是可压缩的。将电池单元30放置在孔64内可以压缩***件68，这使***件68能够符合在框架60和电池单元30之间界面处的不规则形状。在一个具体的示例性实施例中，相对于***件68，电池单元30径向过大。当电池单元30移动到孔64中时，这种尺寸的过大会使电池单元30压缩***件68。因此，电池单元30被压配合到孔64中。
***件68被压缩的量可以根据框架60和位于孔64内的电池单元30之间的间隔而变化。例如，在框架60更接近电池单元30的区域中***件68被压缩的更多，并且在框架60更远离电池单元30的区域中***件68被压缩的更少。***件68的可压缩性和柔软性允许支撑组件34与电池单元30保持牢固的接触，即使框架60和电池单元30之间的间隔存在变化。例如，支撑组件34和电池单元30之间的间隔可能由于振动而不期望地加速疲劳。
在该示例性实施例中，***件68包括四个独立部分。一个部分围绕孔64被固定在框架60的相对的横向侧面72和76。***件68的一部分还被固定到框架60的顶部80，并且***件的剩余部分被固定到框架60的底部84。
值得注意的是，在该示例性实施例中，框架60包括限定孔的周边的一部分但不包括***件68。这在拐角88中提供了一些离隙(relief)，该离隙尤其便于将电池单元30定位在孔64内。
现在参考图6和7，并继续参考图3至图5，示例框架60包括围绕孔64的周边延伸的框架凸缘92。框架凸缘92是有助于将电池单元30定位在孔64内的定位构件。也就是说，当电池单元30被轴向移动到孔64中，框架凸缘92阻止电池单元30一直移动通过孔64。
在该非限制性实施例中，示例性***件68直接固定到框架凸缘92。在另一个实施例中，***件68可以固定到框架60的另一个区域。
***件68的部分朝向轴线A(图2)，使得当电池单元30位于孔64内时，***件68直接接触电池单元30的背离轴线A的表面。
在将电池单元30安装在孔64内之前，***件68从框架凸缘92延伸一定距离D1，如图6所示。当电池单元30位于安装位置的孔64内时，***件68在电池单元30的肩部96和框架60的框架凸缘92之间被径向压缩。
当被压缩时，***件68从框架凸缘92延伸一定距离D2，如图7所示。距离D2小于距离D1。电池单元30到安装位置的移动因此压缩***件68。具有***件68的支撑组件34紧密地环绕电池单元30并且适应框架60和电池单元30中的形状变化和不一致性，例如在有效区域46、肩部96和凸缘50之间的过渡部中。
示例性***件68成型到框架凸缘92上。也就是说，在成型过程中，***件68固定到框架60上。例如，框架60可以被注射成型。在框架60已经固化之后，将框架60放置成与用于形成***件68的模腔相邻。然后将***件68的材料移到模腔中。***件68固化在围绕框架60的期望区域的空腔中，在该示例中是框架凸缘97。一旦***件68固化，***件68被固定到框架凸缘92上。
现在参考图8所示，根据另一示例性实施例的支撑组件134包括围绕孔164的周边固定到框架160的***件168。当电池单元位于孔164内时，***件168与电池单元接合。
***件168包括固定到框架160的横向侧面172的多个独立部分，以及固定到框架160的相对横向侧面176的多个独立部分。***件168还包括多个固定到框架160的顶部180的独立部分以及多个固定到框架160的底部184的独立部分。
一些所公开的实施例的特征可以包括通过使用符合在电池单元和框架和电池单元之间的界面处的不均匀几何形状的***件将电池单元牢固地保持在框架内。另一特征可以包括使用***件来缓冲电池单元，这可以通过减少对电池单元的冲击负载和震动来促使满足振动和冲击/震动的要求。另一特征可以包括将***件成型到框架上，从而降低制造复杂度。也就是说，***件的较软材料被成型在框架的较硬材料上。
前面的说明书本质上是示例性的而不是限制性的。对所公开的示例的变化和修改对于本领域技术人员来说可能变得显而易见，这些变化和修改不一定偏离本公开的实质。因此，本公开被给予的法律保护范围只能通过研究以下权利要求来确定。

Claims (18)

1.一种用于电池阵列的支撑组件，包括：
框架；和
固定到所述框架的***件，所述***件被配置为将至少一个电池单元保持在所述框架内，所述框架由第一材料制成，所述***件由比所述第一材料柔软的第二材料制成，其中所述框架包括构造成接收所述至少一个电池单元的孔，所述至少一个电池单元具有相对于所述***件过大的径向尺寸以便压配合到所述孔中，使得所述至少一个电池单元压缩所述***件，其中所述框架围绕轴线设置，并且所述压缩是在相对于所述轴线的径向方向上，所述框架具有为所述电池单元的轴向宽度的两倍的轴向宽度。
2.根据权利要求1所述的支撑组件，其中所述***件围绕所述孔的周边设置。
3.根据权利要求2所述的支撑组件，还包括所述至少一个电池单元，其中所述至少一个电池单元是袋状单元。
4.根据权利要求2所述的支撑组件，还包括所述至少一个电池单元，其中所述至少一个电池单元包括具有位于所述孔内的部分的第一电池单元，以及具有位于所述孔内的部分的第二电池单元。
5.根据权利要求2所述的支撑组件，其中所述孔具有矩形周边，并且所述***件包括设置在所述矩形周边的第一横向侧面、相对的第二横向侧面、顶侧和底侧的部分。
6.根据权利要求2所述的支撑组件，其中所述周边包括多个没有所述***件的拐角，以为所述至少一个电池单元提供离隙区域。
7.根据权利要求1所述的支撑组件，并且所述***件构造成面向所述轴线，使得所述***件直接接触所述至少一个电池单元的背离所述轴线的表面。
8.根据权利要求1所述的支撑组件，其中所述第一材料具有比所述第二材料更高的硬度。
9.根据权利要求8所述的支撑组件，其中所述第一材料包括尼龙，并且所述第二材料是聚氨酯泡沫。
10.根据权利要求1所述的支撑组件，其中所述框架和所述***件是电动车辆的牵引电池组的部分。
11.一种电动车辆电池阵列，包括如权利要求1所述的支撑组件作为第一支撑组件，还包括：
多个第二支撑组件，所述多个第二支撑组件与所述第一支撑组件沿着轴线设置，所述第一和第二支撑组件沿着所述轴线被压缩。
12.一种将电池单元固定在电动车辆的牵引电池组中的方法，包括：
将***件压靠于至少一个电池单元，所述***件固定到由第一材料制成的框架上，所述***件由比所述第一材料更软的第二材料制成，其中所述至少一个电池单元沿着电池阵列的轴线设置，并且所述压靠是在相对于所述轴线的径向方向上，其中所述框架并具有为所述电池单元的轴向宽度的两倍的轴向宽度。
13.根据权利要求12所述的方法，包括通过将所述***件成型到所述框架上将所述***件固定到所述框架。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一材料具有比所述第二材料更高的硬度。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一材料包括尼龙，并且所述第二材料是聚氨酯泡沫。
16.根据权利要求12所述的方法，其中所述框架和所述***件是电动车辆的牵引电池组的部分。
17.根据权利要求16所述的方法，所述方法还包括用所述至少一个电池单元为电动车辆的至少一个驱动轮提供动力。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述至少一个电池单元是袋状单元。
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