CN111162215A - 模块化车辆电池 - Google Patents

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Abstract

一种车辆电池包括外壳，该外壳包括：下部部分，包括从所述下部部分的基底垂直向上延伸的多个隔板；以及上部部分，覆盖所述下部部分的开口并且能够从所述下部部分移除。该电池还包括：第一端子和第二端子，位于所述外壳上；第三端子和第四端子，位于所述外壳上；多个单独容纳的电池，由所述多个隔板分隔；多个开关，被配置为选择性地将多个电池中的电池连接到第一端子、第二端子、第三端子和第四端子中的端子；以及电池管理模块，被配置为控制该多个开关。

Description

模块化车辆电池
技术领域
本公开涉及车辆，并且更特别地涉及车辆的电池***。
背景技术
本章节中所提供的信息是为了大体上呈现本公开的上下文。当前署名的发明人的工作(就其在本章节中进行描述的程度而言)以及可能不以其它方式在提交时有资格作为现有技术的描述的各方面，既不明确地也不隐含地被认为是本公开的现有技术。
一些类型的车辆仅包括生成推进扭矩的内燃机。混合动力车辆包括内燃机和一个或多个电动机两者。一些类型的混合动力车辆利用电动机和内燃机来努力实现比在仅使用内燃机的情况下高的燃料效率。一些类型的混合动力车辆利用电动机和内燃机来实现比内燃机本身能够实现的扭矩输出大的扭矩输出。
一些示例类型的混合动力车辆包括并行式混合动力车辆、串行式混合动力车辆和其它类型的混合动力车辆。在并行式混合动力车辆中，电动机与发动机并行工作以将发动机的功率和范围优势与电动机的效率和再生制动优势组合。在串行式混合动力车辆中，发动机驱动发电机为电动机发电，并且电动机驱动变速箱。这允许电动机承担发动机的一些动力责任，这可以准许使用更小并且可能更有效率的发动机。
发明内容
在一特征中，车辆的电池包括：外壳，包括：下部部分，包括从下部部分的基底竖直向上延伸的多个隔板、以及上部部分，覆盖下部部分的开口并且可从下部部分移除；第一端子和第二端子，位于外壳上；第三端子和第四端子，位于外壳上；多个单独容纳的电池，由所述多个隔板分隔；多个开关，其被配置为选择性地将所述多个电池中的电池连接到所述第一端子、第二端子、第三端子和第四端子中的端子；以及电池管理模块，其被配置为控制所述多个开关。
在进一步特征中，所述电池管理模块经由电连接器电连接到所述多个开关而没有将电池管理模块软焊到所述开关。
在进一步特征中，所述电池管理模块经由电连接器电连接到所述多个开关而没有将电池管理模块焊接到所述多个开关。
在进一步特征中，所述单独容纳的电池包括12伏直流(DC)电池。
在进一步特征中，所述多个隔板从下部部分的基底竖直延伸到上部部分。
在进一步特征中，所述电池包括位于下部部分中的开口，所述开口被配置为从冷却剂泵接收冷却剂。
在进一步特征中，冷却剂泵被配置为将冷却剂泵入到电池中。
在进一步特征中，所述冷却剂是空气。
在进一步特征中，所述冷却剂是液体。
在进一步特征中，温度控制模块被配置为基于电池的温度来控制冷却剂泵的速度。
在进一步特征中，所述电池管理模块附接到上部部分，并且被配置为响应于从下部部分移除上部部分而与多个开关电断开。
在进一步特征中，所述电池管理模块与上部部分分开。
在进一步特征中，所述多个开关是常开开关，并且被配置为在电池管理模块电连接到多个开关时响应于从所述电池管理模块接收的信号而闭合。
在进一步特征中，所述多个开关设置在下部部分内。
在进一步特征中，温度传感器被配置为测量所述多个电池中的两者之间的温度。
在进一步特征中，所述多个隔板中的相邻隔板之间的至少一个空间留空并且未被单独容纳的电池占据。
在进一步特征中，第一导电体和第二导电体分别电连接到第一端子和第二端子并背离第一端子和第二端子竖直延伸；并且第三导电体和第四导电体电连接到所述多个开关并从下部部分的基底垂直向上延伸。当上部部分覆盖下部部分的开口时，第一导电体和第二导电体分别直接接触第三导电体和第四导电体。
在进一步特征中，响应于从下部部分移除上部部分，第一导电体和第二导电体分别与第三导电体和第四导电体电断开。
在进一步特征中，第三电连接器和第四电连接器终止于在下部部分的开口竖直下方的点。
在特征中，车辆的起动***包括电池，所述电池包括：外壳，包括：下部部分，包括从下部部分的基底竖直向上延伸的多个隔板、以及上部部分，覆盖下部部分的开口并可从下部部分移除；第一端子和第二端子，位于外壳上；第三端子和第四端子，位于外壳上；多个单独容纳的电池，由多个隔板分隔；多个开关，被配置为选择性地将所述多个电池中的电池连接到第一端子、第二端子、第三端子和第四端子中的端子；以及电池管理模块，其被配置为控制所述多个开关。12伏起动电动机被配置为从第一端子和第二端子汲取电力，并且被配置为曲柄起动车辆的内燃机。
从详细描述、权利要求书和附图中本公开的进一步适用领域将显而易见。详细描述和具体示例仅旨在用于说明目的，而不旨在限制本公开的范围。
附图说明
将从详细描述和附图更全面理解本公开，其中：
图1是示例发动机控制***的功能框图；
图2是车辆的示例电气***的功能框图；
图3A至图3B是包括电池的示例具体实施的示意图；
图4至图6是电池的示例具体实施的侧面剖视图；以及
图7和图8是电池的示例部分的侧视图。
在附图中，参考标号可以被重复使用来标识相似和/或相同的元件。
具体实施方式
车辆包括电池，该电池具有位于电池的外壳上用于输出第一操作电压(例如，12V或48V)的第一输出端子以及位于外壳上用于输出第二操作电压(例如，12V或48V)的第二输出端子。该电池包括多个单独容纳的电池和多个开关。开关控制模块控制开关将各个电池中的电池连接到第一输出端子和第二输出端子并且在第一输出端子和第二输出端子处提供目标容量和输出电压。
电池的外壳包括物理分隔电池的隔板。电池的分隔使得冷却剂流能够加热或冷却电池。电池的分隔还可以有助于一个或多个电池不被刺穿，例如在碰撞的情况下。
现在参考图1，呈现示例动力总成***100的功能框图。车辆的动力总成***100包括燃烧空气/燃料混合物以产生扭矩的发动机102。车辆可以是非自主的或自主的。
空气通过进气***108吸入到发动机102中。进气***108可以包括进气歧管110和节流阀112。仅举例来说，节流阀112可以包括具有可旋转叶片的蝶阀。发动机控制模块(ECM)114控制节流阀致动器模块116，并且节流阀致动器模块116调整节流阀112的打开以控制进入进气歧管110中的气流。
来自进气歧管110的空气被吸入到发动机102的汽缸中。尽管发动机102包括多个汽缸，但是为了说明目的，示出了单个代表性汽缸118。仅举例来说，发动机102可以包括2、3、4、5、6、8、10和/或12个汽缸。ECM 114可以指示汽缸致动器模块120在某些情形下选择性地停用一些汽缸，这可以改善燃料效率。
发动机102可以使用四冲程循环或另一种合适发动机循环进行操作。如下所述，四冲程循环的四个冲程将被称为进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。在曲轴(未示出)的每次旋转期间，四个冲程中的两个冲程在汽缸118内发生。因此，汽缸118经历所有四个冲程需要两次曲轴旋转。对于四冲程发动机，一个发动机循环可以对应于两次曲轴旋转。
当汽缸118被启动时，在进气冲程期间通过进气阀122将来自进气歧管110的空气吸入到汽缸118中。ECM 114控制燃料致动器模块124，该燃料致动器模块124调整燃料喷射以实现所期望的空气/燃料比率。燃料可以在中心位置处或在多个位置(诸如在每个汽缸的进气阀122附近)处喷射到进气歧管110中。在各种实施方式(未示出)中，燃料可以被直接喷射到汽缸中或者喷射到与汽缸相关联的混合腔室/端口中。燃料致动器模块124可以停止向停用的汽缸喷射燃料。
所喷射的燃料与空气混合并且在汽缸118中产生空气/燃料混合物。在压缩冲程期间，汽缸118内的活塞(未示出)压缩空气/燃料混合物。发动机102可以是压燃式发动机，在这种情况下压缩引起空气/燃料混合物的点燃。可替换地，发动机102可以是火花点火式发动机，在这种情况下火花致动器模块126基于来自ECM 114的信号来向汽缸118中的火花塞128通电，这点燃空气/燃料混合物。一些类型的发动机(诸如均质充量压燃(HCCI)式发动机)可以执行压燃和火花点火两者。火花的定时可以相对于活塞处于其最高位置的时间来指定，该最高位置将被称为上止点(TDC)。
火花致动器模块126可以由定时信号控制，该定时信号指定在TDC之前或之后多远生成火花。因为活塞位置与曲轴旋转直接相关，所以火花致动器模块126的操作可以与曲轴的位置同步。火花致动器模块126可以禁止向停用的汽缸提供火花或者向停用的汽缸提供火花。
在燃烧冲程期间，空气/燃料混合物的燃烧向下驱动活塞，从而驱动曲轴。燃烧冲程可以被定义为活塞到达TDC与活塞返回到最低位置(其将被称为下止点(BDC))时之间的时间。
在排气冲程期间，活塞开始从BDC向上移动，并且通过排气阀130排出燃烧副产物。燃烧副产物经由排气***134从车辆排放。
进气阀122可以由进气凸轮轴140控制，而排气阀130可以由排气凸轮轴142控制。在各种实施方式中，多个进气凸轮轴(包括进气凸轮轴140)可以控制汽缸118的多个进气阀(包括进气阀122)且/或可以控制多排汽缸(包括汽缸118)的进气阀(包括进气阀122)。类似地，多个排气凸轮轴(包括排气凸轮轴142)可以控制汽缸118的多个排气阀且/或可以控制多排汽缸(包括汽缸118)的排气阀(包括排气阀130)。尽管示出并且已经论述了基于凸轮轴的阀致动，但是可以实施无凸轮阀致动器。尽管示出了单独的进气凸轮轴和排气凸轮轴，但是可以使用一个凸轮轴，其具有用于进气阀和排气阀两者的凸角。
汽缸致动器模块120可以通过禁止进气阀122和/或排气阀130的打开来停用汽缸118。打开进气阀122的时间可以通过进气凸轮相位器148来相对于活塞TDC变化。打开排气阀130的时间可以通过排气凸轮相位器150来相对于活塞TDC变化。相位器致动器模块158可以基于来自ECM 114的信号来控制进气凸轮相位器148和排气凸轮相位器150。在各种实施方式中，可以省略凸轮定相。可变阀升程(未示出)也可以由相位器致动器模块158控制。在各种其它实施方式中，进气阀122和/或排气阀130可以由除了凸轮轴之外的致动器控制，诸如机电致动器、电动液压致动器、电磁致动器等。
发动机102可以包括向进气歧管110提供加压空气的零个、一个或一个以上升压装置。例如，图1示出了包括涡轮增压器涡轮160-1的涡轮增压器，该涡轮增压器涡轮160-1由流经排气***134的排放气体驱动。增压器是另一类型的升压装置。
涡轮增压器还包括涡轮增压器压缩机160-2，该由涡轮增压器涡轮160-1驱动并且压缩引入到节流阀112中的空气。废气门(WG)162控制通过和绕过涡轮增压器涡轮160-1的排气流。废气门还可以称为(涡轮增压器)涡轮旁通阀。废气门162可以允许排气绕过涡轮增压器涡轮160-1以减少涡轮增压器所提供的进入空气压缩。ECM 114可以经由废气门致动器模块164控制涡轮增压器。废气门致动器模块164可以通过控制废气门162的打开来调节涡轮增压器的升压。
冷却器(例如，增压空气冷却器或中间冷却器)可以消散压缩空气增压中所含有的一些热量，这些热量可以在空气被压缩时生成。虽然出于说明目的来被示出为分开的，但是涡轮增压器涡轮160-1和涡轮增压器压缩机160-2可以彼此机械链接，从而将进入空气放置在紧靠热气放附近。压缩空气增压可以从排气***134的部件吸收热量。
发动机102可以包括排放气体再循环(EGR)阀170，该选择性地将排放气体重新引导回到进气歧管110。EGR阀170可以接收来自排气***134中的涡轮增压器涡轮160-1上游的排放气体。EGR阀170可以由EGR致动器模块172控制。
曲轴位置可以使用曲轴位置传感器180来测量。发动机速度可以基于使用曲轴位置传感器180测量的曲轴位置来确定。发动机冷却剂的温度可以使用发动机冷却剂温度(ECT)传感器182来测量。ECT传感器182可以位于发动机102内或位于循环冷却剂的其它位置(诸如散热器(未示出))处。
进气歧管110内的压力可以使用歧管绝对压力(MAP)传感器184来测量。在各种实施方式中，可以测量发动机真空，该是大气空气压力与进气歧管110内的压力之间的差值。流入进气歧管110中的空气的质量流率可以使用质量空气流量(MAF)传感器186来测量。在各种实施方式中，MAF传感器186可以位于还包括节流阀112的外壳中。
节流阀112的位置可以使用一个或多个节流阀位置传感器(TPS)190来测量。吸入发动机102中的空气的温度可以使用进入空气温度(IAT)传感器192来测量。还可以实施一个或多个其它传感器193。其它传感器193包括油门踏板位置(APP)传感器、制动踏板位置(BPP)传感器，可以包括离合器踏板位置(CPP)传感器(例如，在手动变速箱的情况下)，并且可以包括一个或多个其它类型的传感器。APP传感器测量车辆的客舱内的油门踏板的位置。BPP传感器测量车辆的客舱内的制动踏板的位置。CPP传感器测量车辆的客舱内的离合器踏板的位置。其它传感器193还可以包括测量车辆的纵向(例如，前/后)加速度和车辆的横向加速度的一个或多个加速度传感器。加速度计是示例类型的加速度传感器，但是还可以使用其它类型的加速度传感器。ECM 114可以使用来自传感器的信号来为发动机102做出控制决策。
ECM 114可以与变速箱控制模块194通信，例如，以协调发动机操作与变速箱195中的换档。ECM 114可以与混合动力控制模块196通信，例如，以协调发动机102和电动机198的操作。尽管提供了一个电动机的示例，但是可以实施多个电动机。电动机198可以是永磁电动机或在自由旋转时基于反电动势(EMF)来输出电压的另一种合适类型的电动机，诸如直流(DC)电动机或同步电动机。在各种实施方式中，ECM 114、变速箱控制模块194和混合动力控制模块196的各种功能可以集成到一个或多个模块中。
改变发动机参数的每个***可以被称为发动机致动器。每个发动机致动器具有一个相关联的致动器值。例如，节流阀致动器模块116可以被称为发动机致动器，并且节流阀开口面积可以被称为致动器值。在图1的示例中，节流阀致动器模块116通过调节节流阀112的叶片的角度来实现所述节流阀开口面积。
火花致动器模块126也可以被称为发动机致动器，而对应的致动器值可以是相对于汽缸TDC的火花提前量。其它发动机致动器可以包括汽缸致动器模块120、燃料致动器模块124、相位器致动器模块158、废气门致动器模块164和EGR致动器模块172。对于这些发动机致动器，致动器值可以分别对应于汽缸启动/停用顺序、加燃料速率、进气和排气凸轮相位器角度、目标废气门开度和EGR阀开度。
ECM 114可以控制致动器值，以便致使发动机102基于扭矩请求来输出扭矩。ECM114可以例如基于一个或多个驾驶员输入(诸如APP、BPP、CPP和/或一个或多个其它合适驾驶员输入)来确定扭矩请求。ECM 114可以例如使用将(多个)驾驶员输入与扭矩请求相关的一个或多个函数或查找表来确定扭矩请求。
在某些情形下，混合动力控制模块196控制电动机198输出扭矩，例如，以补充发动机扭矩输出。在发动机102被关闭时，混合动力控制模块196还可以控制电动机198输出扭矩用于车辆推进。
混合动力控制模块196将来自电池208的电功率施加到电动机198，以致使电动机198输出正扭矩。下文进一步论述电池。电动机198可以例如向变速箱195的输入轴、向变速箱195的输出轴或向另一部件输出扭矩。离合器200可以被实施为将电动机198联接到变速箱195以及将电动机198从变速箱195分离。可以在电动机198的输出与变速箱195的输入之间实施一个或多个传动装置，以在电动机198的旋转与变速箱195的输入的旋转之间提供一个或多个预定齿轮比。在各种实施方式中，可以省略电动机198。
ECM 114经由起动电动机202来起动发动机102。ECM 114或车辆的另一合适模块针对发动机起动事件使起动电动机202与发动机102接合。仅举例来说，当接收到钥匙开启命令时，ECM 114可以使起动电动机202与发动机102接合。驾驶员可以输入钥匙开启命令，例如，经由致动车辆或车辆遥控钥匙的一个或多个点火钥匙、按钮和/或开关。起动电动机202可以接合联接到曲轴的飞轮或驱动曲轴旋转的一个或多个其它合适部件。
ECM 114还可以响应于在自动停止/起动事件期间的自动起动命令或者响应于用于巡航事件的发动机起动命令来起动发动机。自动停止/起动事件包括在车辆停止、驾驶员已经踩下制动踏板并且驾驶员尚未输入钥匙关闭命令的同时关闭发动机102。可以在发动机102针对自动停止/起动事件而关闭的同时(例如当驾驶员松开制动踏板且/或踩下油门踏板时)，生成自动起动命令。
巡航事件可以包括当车辆正在移动(例如，车辆速度大于预定速度，诸如50英里/小时)、驾驶员没有致动油门踏板并且驾驶员尚未输入钥匙关闭命令时，ECM 114关闭发动机102。在发动机102针对巡航事件而关闭时，例如当驾驶员踩下油门踏板时，可以生成发动机起动命令。如上论述，驾驶员可以例如经由致动一个或多个点火钥匙、按钮和/或开关来输入钥匙关闭命令。
起动电动机致动器(诸如螺线管)可以致动起动电动机202与发动机102接合。仅举例来说，起动电动机致动器可以将起动器小齿轮与联接到曲轴的飞轮接合。在各种实施方式中，起动器小齿轮可以经由传动轴和单向离合器联接到起动电动机202。起动器致动器模块204基于来自起动器控制模块的信号来控制起动电动机致动器和起动电动机202，如下文进一步论述。在各种实施方式中，起动电动机202可以被维持为与发动机102接合。
响应于起动发动机102的命令(例如，自动起动命令、用于结束航行事件的发动机起动命令，或者当接收到钥匙开启命令时)，起动器致动器模块204向起动电动机202供应电流以起动发动机102。起动器致动器模块204还可以致动起动电动机致动器以使起动电动机202与发动机102接合。起动器致动器模块204可以在使起动电动机202与发动机102接合之后向起动电动机202供应电流，例如，以允许轮齿啮合。
向起动电动机202施加电流驱动起动电动机202旋转，并且起动电动机202驱动曲轴旋转(例如，经由飞轮)。起动电动机202驱动曲轴起动发动机102的周期可以被称为发动机曲柄起动。
起动电动机202从电池208汲取电力以起动发动机102。一旦发动机102在发动机起动事件之后运行，起动电动机202便脱离发动机102或从发动机102脱离，并且去往起动电动机202的电流可以被中断。例如，当发动机速度超过预定速度(诸如预定怠速)时，发动机102可以被认为正在运行。仅举例来说，预定怠速可以为大约700转/分钟(rpm)或另一合适速度。发动机曲柄起动可以被说成是在发动机102运行时完成。
发电机206将发动机102的机械能转换成交流(AC)电力。例如，发电机206可以联接到曲轴(例如，经由齿轮或皮带)，并且通过向曲轴施加负载来将发动机102的机械能转换成AC电力。发电机206将AC电力整流成DC电力，并且将DC电力存储在电池208中。可替换地，在发电机206外部的整流器可以被实施为将AC电力转换成DC电力。发电机206可以是(例如)交流发电机。在各种实施方式中，诸如在带式交流发电机起动器(BAS)的情况下，起动电动机202和发电机206可以被实施在一起。
图2是车辆的示例电气***的功能框图。电气***包括上文论述的电池208。
电池208具有两个或更个不同组输出端子以提供两个或更多个直流(DC)操作电压。每组输出端子包括正极端子和负极端子。两组或更多组输出端子可以共享负极端子，或者两组或更多组的负极端子可以内部连接在电池208内或者连接在外部。仅举例来说，电池208可以具有第一正极(例如，48伏(V))端子210、第一负极端子212、第二正极(例如，第一12V)端子214、第三正极(例如，第二12V)端子216和第二负极端子220。尽管提供了具有一个48V操作电压和两个12V操作电压的电池208的示例，但是电池208可以具有一个或多个其它操作电压，诸如仅两个12V操作电压、仅两个48V操作电压、两个48V操作电压和一个12V操作电压，或者两个或更多个其它合适操作电压的组合。
电池208包括多个单独电池，诸如第一电池224-1、…、和第N电池224-N(“电池224”)，其中N是大于或等于2的整数。在各种实施方式中，N可以等于6、8、10或12。每个电池224可以包括一个或多个电池单元，并且每个电池224可以在电池208内单独更换。仅举例来说，每个电池224可以是单独容纳的12V DC电池。单独更换电池224的能力可以使得电池208能够包括较短保修期并且具有较低保修成本。电池224也是可单独隔离的，例如，在电池模块发生故障的情况下。在各种实施方式中，电池208可以具有标准汽车级12V电池的形状规格。在各种实施方式中，电池224的部分可以实施在位于车辆内的不同位置处的外壳中。例如，包括电池224的第一部分的第一外壳可以位于车辆的前端附近，并且包括电池224的第二部分的第二外壳可以位于车辆的后端附近。尽管提供了电池224的两个外壳和两个部分的示例，但是可以实施电池224的两个以上外壳和部分。
每个电池224具有其自己的单独容量(例如，以安培小时(Ah)为单位)。电池208包括多个开关，诸如第一开关232-1、…、第N开关232-N(统称为“开关232”)。开关232使得电池224能够串联、并联或以串联与并联的组合连接，以在输出端子处提供所需的输出电压和容量。
开关控制模块240控制开关232以在输出端子处提供所需的输出电压和容量。开关控制模块240控制开关232以基于车辆的当前操作模式来改变输出端子处所提供的容量，如下文进一步论述。
电池208还包括多个温度传感器，诸如第一温度传感器244-1、…、和第N温度传感器244-N(统称为“温度传感器244”)。温度传感器244测量电池208内的各种位置处的温度。例如，一个温度传感器可以被提供为测量每个电池224的温度。仅举例来说，第一温度传感器244-1可以测量第一电池224-1的第一温度，…，并且第N温度传感器244-N可以测量第N电池224-N的第N温度。开关控制模块240和温度控制模块260可以(例如)在电池管理模块280中实施。开关232也可以在电池管理模块280中实施。
如下文进一步论述，电池224被分隔，使得冷却剂248可以在电池208的外壳内的电池224之间流动以加热或冷却电池224。冷却剂248还可以围绕电池224流动。加热器和/或冷却器252可以加温或冷却冷却剂248。温度控制模块260基于温度传感器244所测量的温度来控制泵256以及由加热器和/或冷却器252提供的加热或冷却。例如，温度控制模块260可以控制泵256以及由加热器和/或冷却器252提供的加热或冷却，例如，以将温度维持处于、高于或低于一个或多个目标温度。冷却剂248可以是液体或气体(例如，空气)。
图3A至图3B是包括电池208的示例实施方式的示意图。在图3A的示例中，4个电池224(例如，12V电池)的组可串联连接(经由开关232)到第一正极端子210和第一负极端子212以提供第一输出电压(例如，48V)。各个电池224可以连接(经由开关232)到第二正极端子214或第三正极端子216和第二负极端子220以在第二正极端子214和第三正极端子216处提供第二输出电压(例如，12V)。多少个电池224连接到第一正极端子210、第二正极端子214和第三正极端子216决定了电池208的总容量在每个正极端子处可用的部分。
如图3B所示，第一组车辆电气部件使用电池208的两个或更多个操作电压中的一者进行操作。例如，第一组车辆电气部件可以连接到第二正极端子214和第三正极端子216。第一组车辆电气部件中的一些车辆电气部件可以连接到第二正极端子214，并且第一组车辆电气部件中的一些车辆电气部件可以连接到第三正极端子216。第一组车辆电气部件可以包括(例如但不限于)ECM 114和车辆的其它控制模块(例如，电池管理模块280)、起动电动机202和/或其它电气负载，诸如第一12V负载304(例如，泵256)、第二12V负载308、其它控制模块312、第三12V负载316和第四12V负载320。在各种实施方式中，开关装置324可以连接到第一和第二正极端子214两者。开关装置324可以将其它控制模块312和第三12V负载316连接到第二正极端子214或第三正极端子216。
如图3A所示，第二组车辆电气部件使用电池208的两个或更多个操作电压中的另一者进行操作。例如，第二组车辆电气部件可以连接到第一正极端子210。第二组车辆电气部件可以包括(例如但不限于)发电机206和各种电气负载，诸如48V负载328。发电机206可以被控制为给电池208再充电。
每个开关232可以是绝缘栅极双极晶体管(IGBT)、场效应晶体管(FET)(诸如金属氧化物半导体FET(MOSFET))或者另一合适类型的开关。当发生事件(诸如碰撞或通信故障)时，开关232可以被致动，例如，以将能量从电池224释放到各种负载。这可以使得能够符合汽车安全完整性等级(ASIL)标准，诸如ASIL-D标准。
图4包括电池208的示例实施方式的侧面剖视图。电池208包括基座(下部)部分404和盖子(上部)部分408。电池224位于基座部分404内。基座部分404包括分隔电池224中的相邻电池的隔板412。电池224的分隔可以帮助防止一个或多个电池224被刺穿，例如，当电池208受到撞击时。在各种实施方式中，如图4所示，盖子部分408也可以包括隔板416。
电池224之间的分隔还允许冷却剂248在电池224之间流动，以加热或冷却电池224。如图4所示，电池208包括开口420(诸如在基座部分404中)，冷却剂248通过所述开口流入电池208中。在各种实施方式中，电池224可以包括将电池224维持在基座部分404的基底(或底部)表面上方以允许冷却剂248在电池224下方流动的腿。基座部分404还可以包括被配置为将形成在电池224的腿上的脚部保持到基座部分的基底表面的压板。
如图5所示，隔板可以采用壁504的形式，该壁504从基座部分404的基底延伸到基座部分404的顶部表面或延伸到盖子部分408的下部表面。壁504可以包括允许冷却剂248流过壁504并且在电池224之间流动的开口。
如图6所示，用于电池224的一个或多个空间可以留空604，例如，以促进冷却剂248流过电池208。可替换地，可以在空的空间中提供不是电池的结构，例如，以在碰撞事件中给予帮助且/或有助于促进冷却剂248流动。
上文提供了可扩展性、灵活性和冗余性，使得电池208可以被配置用于不同的车辆和不同的情形。此外，例如，可以响应于电池208的碰撞或一个或多个电池224的故障来将电池224隔离且/或放电。
再次参考图4，电池管理模块280被配置为经由电连接器430电连接到电池224和/或开关232。电池管理模块280还被配置为能够与电池224分开。例如，电池管理模块280可以被配置为与电连接器430电连接和断开而不需要软焊和脱焊、焊接和焊开等。例如，电连接器430可以是快速连接/断开型电连接器，诸如压接端子或另一合适类型的电连接器。
如图4所示，电池管理模块280可以实施在盖子部分408中或附接到盖子部分408，并且可以经由从电池208的基座部分404移除盖子部分408来电断开。可替换地，电池管理模块280可以与盖子部分408分开，并且可以经由从基座部分404移除电池管理模块280来与电池224电断开。在各种实施方式中，液体密封件434可以被实施为密封基座部分404与盖子部分408之间的界面。液体密封件434可以包括(例如)一个或多个垫圈和/或O形环。
图7是电池208的示例部分的侧视图。电池224经由分流器712和开关232连接到正极导电体704和负极导电体708，诸如汇流条。第一正极端子210和第一负极端子212还连接到附接至盖子部分408的正极导电体716和负极导电体720。如上论述，电池管理模块280还可以附接到盖子部分408。当盖子部分408装配在基座部分404之上并覆盖基座部分404中的顶部开口时，正极导电体704和负极导电体708接触正极导电体716和负极导电体720，从而形成电连接。
当盖子部分408装配在基座部分404之上时，在开关232与电池管理模块280之间还形成感测连接(或感测位置)和控制连接。例如，当盖子部分408安装在基座部分404之上时，温度传感器244的温度传感器探针724可以从电池管理模块280延伸到电池224。当盖子部分408安装在基座部分404之上时，将控制信号从电池管理模块280载送到开关232的导电体728还可以经由连接器736连接到开关232。
电池管理模块280因此能够从开关232和电池224移除。可以防止电池224在运输和安装期间过度充电。在各种实施方式中，正极导体704和负极导体708可以在基座部分404的顶部表面下方结束。可以使用电流传感器测量电流，例如，在分流器712处，或者经由正极导电体704或负极导电体708。
在各种实施方式中，开关232可以保持断开，直到电池管理模块280与电池224和开关232电连接并且电池管理模块280已经完成认证例程。认证例程可以包括电池224的电化学特性的验证和其它合适的认证功能。一旦认证例程已经成功通过，电池管理模块280便可以选择性地闭合开关232。如果电池管理模块280与电池224中的一个或电池224中的一个电池的传感器中的一个之间的连接，则开关232可以自动断开并且电隔离电池224中的该个电池。
在各种实施方式中，一个或多个传感器(例如，温度传感器244)可以位于安装到电池208中的一个或多个连接器中。可替换地，传感器(例如，温度传感器244)可以位于电池208(例如，基座部分404)中，并且可以经由安装的电连接器与电池管理模块280通信。
在各种实施方式中，除了将其数据直接传送到电池管理模块280之外，电池208的传感器还可以经由电池管理模块280与电池208的正极端子和负极端子(例如，第一正极端子210、第二正极端子214或第三正极端子216以及第一负极端子212或第二负极端子220)的电连接将其数据串行传送到电池管理模块280。这可以在传感器与电池管理模块280之间提供冗余通信路径。例如，响应于传感器与电池管理模块280之间的直接通信的丢失，可以利用所述冗余通信路径。
在各种实施方式中，除了将其数据直接传送到电池管理模块280之外，电池208的传感器可以经由射频(RF)通信将其数据串行传送到电池管理模块280。例如，与一个或多个电池224(以及相关联的传感器)的群组相关联的RF收发器可以向电池管理模块280的RF收发器发射数据。这可以在传感器与电池管理模块280之间提供冗余通信路径。例如，响应于传感器与电池管理模块280之间的直接通信的丢失，可以利用所述冗余通信路径。
在各种实施方式中，可以在电池208内在高压侧(例如，第一正极端子210、第二正极端子214和第三正极端子216)和低压侧(例如，第一负极端子212和第二负极端子220)两者处测量电流。这可以使得电池管理模块280能够使电流测量合理化。这还可以消除对一个或多个外部电流传感器和/或智能电池***(IBS)的需求，从而降低成本。
尽管在图7和图8的示例中示出并论述了连接到第一正极端子210和第一负极端子212的示例，但是图7和图8的示例附加地或替代性地适用于到第二正极端子214、第三正极端子216和第二负极端子220的连接。
前述描述在本质上仅仅是说明性的，并且决不是旨在限制本公开、其应用或用途。本公开的广泛教导能够以多种形式实施。因此，尽管本公开包括特定示例，但是本公开的真实范围不应限于此，因为在研究附图、说明书和所附权利要求书后，其它修改将变得显而易见。应当理解，在不更改本公开的原理的情况下，方法内的一个或多个步骤可以按不同次序(或同时)执行。此外，虽然上文将每个实施例描述为具有某些特征，但是相对于本公开的任何实施例描述的那些特征中的任何一者或多者可以在任何其它实施例中实施且/或与任何其它实施例的特征组合，即使那个组合未被明确描述。换句话说，所描述的实施例不是互斥的，并且一个或多个实施例的彼此置换仍属于本公开的范围内。
使用各种术语来描述元件之间(例如，模块、电路元件、半导体层等之间)的空间和功能关系，包括“连接”、“接合”、“联接”、“邻近”、“紧挨”、“在……之上”、“在……上方”、“在……下方”和“设置”。除非当在上述公开内容中描述第一元件与第二元件之间的关系时明确地描述为“直接”，否则该关系可以是在第一元件与第二元件之间不存在其它介入元件的直接关系，还可以是在第一元件与第二元件之间存在一个或多个介入元件(在空间上或在功能上)的间接关系。如本文所使用，短语“A、B和C中的至少一者”应当使用非排他性逻辑“或”被解释为意指逻辑(A或B或C)，而不应被解释为意指“至少一个A、至少一个B和至少一个C”。
在附图中，箭头的方向(如箭头所指示)大体上展示对说明感兴趣的信息(诸如数据或指令)的流动。例如，当元件A与元件B交换多种信息但是从元件A传输到元件B的信息与说明相关时，箭头可以从元件A指向元件B。这个单向箭头并不暗示没有其它信息从元件B传输到元件A。此外，对于从元件A发送到元件B的信息，元件B可以向元件A发送对该信息的请求或接收该信息的确认。
在本申请(包括以下定义)中，术语“模块”或术语“控制器”可以用术语“电路”代替。术语“模块”可以指代以下各项、作为以下各项的一部分或者包括以下各项：专用集成电路(ASIC)；数字、模拟或混合模拟/数字离散电路；数字、模拟或混合模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器电路(共享的、专用的或群组电路)；存储由处理器电路执行的代码的存储器电路(共享的、专用的或群组电路)；提供所描述的功能性的其它合适的硬件部件；或者上述各项的一些或全部的组合，诸如在片上***中。
该模块可以包括一个或多个接口电路。在一些示例中，接口电路可以包括连接到局域网(LAN)、因特网、广域网(WAN)或其组合的有线或无线接口。本公开的任何给定模块的功能性可以分布在经由接口电路连接的多个模块当中。例如，多个模块可以允许负载平衡。在进一步示例中，服务器(还称为远程或云)模块可以代表客户端模块完成一些功能性。
如上使用，术语“代码”可以包括软件、固件和/或微码，并且可以指代程序、例程、功能、类、数据结构和/或对象。术语“共享处理器电路”涵盖执行来自多个模块的一些或全部代码的单个处理器电路。术语“群组处理器电路”涵盖与附加的处理器电路相结合来执行来自一个或多个模块的一些或全部代码的处理器电路。对多个处理器电路的引用涵盖分立裸芯上的多个处理器电路、单个裸芯上的多个处理器电路、单个处理器电路的多个内核、单个处理器电路的多个线程或者以上各项的组合。术语“共享存储器电路”涵盖存储来自多个模块的一些或全部代码的单个存储器电路。术语“群组存储器电路”涵盖与附加的存储器相结合来存储来自一个或多个模块的一些或全部代码的存储器电路。
术语“存储器电路”是术语“计算机可读介质”的子集。如本文所使用，术语“计算机可读介质”不涵盖通过介质(诸如在载波上)传播的暂态电信号或电磁信号；因此，术语“计算机可读介质”可以被认为是有形的和非暂态的。非暂态有形计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器电路(诸如闪存电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩模只读存储器电路)、易失性存储器电路(诸如静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路)、磁性存储介质(诸如模拟或数字磁带或硬盘驱动器)和光学存储介质(诸如CD、DVD或蓝光光盘)。
本申请中所描述的设备和方法可以部分或全部地由专用计算机实施，该专用计算机是通过将通用计算机配置为执行计算机程序中所体现的一个或多个特定功能来创建的。上述功能块、流程图部件和其它元件用作软件说明书，其可以通过熟练技术人员或程序员的日常工作来翻译成计算机程序。
计算机程序包括存储在至少一个非暂态有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可以包括或依赖于所存储的数据。计算机程序可以涵盖与专用计算机的硬件交互的基本输入/输出***(BIOS)、与专用计算机的特定装置交互的装置驱动程序、一个或多个操作***、用户应用程序、后台服务、后台应用程序等。
计算机程序可以包括：(i)待剖解析的描述性文本，诸如HTML(超文本标记语言)、XML(可扩展标记语言)或JSON(JavaScript对象符号)；(ii)汇编代码；(iii)由编译器从源代码生成的目标代码；(iv)用于由解释器执行的源代码；(v)用于由即时编译器编译和执行的源代码，等等。仅举例来说，源代码可以使用来自以下语言的语法来编写，包括C、C++、C#、Objective-C、Swift、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、
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Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、
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HTML5(超文本标记语言第五版)、Ada、ASP(活动服务器页面)、PHP(PHP：超文本预处理器)、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、
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Visual
Figure BDA0002081187830000144
Lua、MATLAB、SIMULINK和
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Claims (10)

1.一种车辆电池，包括：
外壳，包括：
下部部分，包括从所述下部部分的基底垂直向上延伸的多个隔板；以及
上部部分，覆盖所述下部部分的开口并且可从所述下部部分移除；
第一端子和第二端子，位于所述外壳上；
第三端子和第四端子，位于所述外壳上；
多个单独容纳的电池，由所述多个隔板分隔；
多个开关，被配置为选择性地将所述多个电池中的电池连接到所述第一端子、第二端子、第三端子和第四端子中的端子；以及
电池管理模块，被配置为控制所述多个开关。
2.根据权利要求1所述的电池，其中所述电池管理模块经由电连接器电连接到所述多个开关而没有将所述电池管理模块软焊到所述开关。
3.根据权利要求1所述的电池，其中所述电池管理模块经由电连接器电连接到所述多个开关而没有将所述电池管理模块焊接到所述多个开关。
4.根据权利要求1所述的电池，其中所述多个隔板从所述下部部分的基底竖直延伸到所述上部部分。
5.根据权利要求1所述的电池，进一步包括位于所述下部部分中的开口，所述开口被配置为从冷却剂泵接收冷却剂。
6.根据权利要求1所述的电池，其中所述电池管理模块附接到所述上部部分，并且被配置为响应于从所述下部部分移除所述上部部分而与所述多个开关电断开。
7.根据权利要求1所述的电池，其中所述多个开关是常开开关，并且被配置为在所述电池管理模块电连接到所述多个开关时响应于从所述电池管理模块接收的信号而闭合。
8.根据权利要求1所述的电池，进一步包括：
第一导电体和第二导电体，分别电连接到所述第一端子和第二端子，并且背离所述第一端子和第二端子竖直延伸；以及
第三导电体和第四导电体，电连接到所述多个开关，并且从所述下部部分的基底竖直向上延伸，
其中当所述上部部分覆盖所述下部部分的开口时，所述第一导电体和第二导电体分别直接接触所述第三导电体和第四导电体。
9.根据权利要求8所述的电池，其中所述第一导电体和第二导电体响应于从所述下部部分移除所述上部部分而分别与所述第三导电体和第四导电体电断开。
10.根据权利要求8所述的电池，其中所述第三电连接器和第四电连接器终止于在所述下部部分的开口竖直下方的点处。
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