CN111613744A - 用于密封车辆电气壳体的阻隔密封件组件 - Google Patents

用于密封车辆电气壳体的阻隔密封件组件 Download PDF

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Abstract

本公开提供了“用于密封车辆电气壳体的阻隔密封件组件”。本公开详细描述了用于密封车辆电气壳体的示例性阻隔密封件组件。所述车辆电气壳体可以包括在车辆内使用的任何电气壳体，包括但不限于电池组壳体和电连接器组件。示例性阻隔密封件组件可以包括主密封件、阻隔密封件，以及在所述主密封件和所述阻隔密封件之间延伸的托架。所述阻隔密封件组件被配置成减少腐蚀诱导物质进入车辆电气壳体的内部。

Description

用于密封车辆电气壳体的阻隔密封件组件
技术领域
本公开涉及密封件组件，并且更具体地涉及阻隔密封件组件，该阻隔密封件组件被配置成用于减少腐蚀诱导物质进入车辆电气壳体的内部。
背景技术
现代车辆配备有多个电气壳体，该电气壳体支撑车辆的多种电气功能。这种电气壳体的一个示例是高压电池组，用于为电动化车辆(例如，混合动力电动车辆(HEV)，插电式混合动力电动车辆(PHEV)，电池电动车辆(BEV)等)内的电机和其他电力负载充电。电池组的壳体通常包围多个电池内部部件，包括但不限于电池阵列和电池电子部件。根据其在车辆上的安装位置，电池组可能会易受道路飞溅物、道路盐分以及从外部环境中拾取的其他腐蚀诱导物质的影响。
发明内容
根据本公开的示例性方面的车辆电气壳体除其他外包括：第一壳体部分、第二壳体部分以及阻隔密封件组件，该阻隔密封件组件定位在第一壳体部分和第二壳体部分之间并且被配置成抑制腐蚀诱导物质侵入车辆电气壳体的内部。阻隔密封件组件包括主密封件、阻隔密封件，以及在主密封件和阻隔密封件之间延伸的托架。
在前述车辆电气壳体的另一非限制性实施例中，车辆电气壳体是高压牵引电池组的一部分。
在前述车辆电气壳体中一者的另一非限制性实施例中，车辆电气壳体是电连接器组件的一部分。
在前述车辆电气壳体中任一者的另一非限制性实施例中，电池内部部件容纳在车辆电气壳体的内部内。
在前述车辆电气壳体中任一者的另一非限制性实施例中，电池内部部件包括电池阵列、电池电子部件或两者。
在前述车辆电气壳体中任一者的另一非限制性实施例中，阻隔密封件组件定位在第一壳体部分和第二壳体部件之间的密封接头内。
在前述车辆电气壳体中任一者的另一非限制性实施例中，主密封件位于车辆电气壳体的内侧，并且阻隔密封件位于车辆电气壳体的外侧。
在前述车辆电气壳体中任一者的另一非限制性实施例中，主密封件是压入式垫片密封件，并且阻隔密封件是轴向可压缩的密封件。
在前述车辆电气壳体中任一者的另一非限制性实施例中，主密封件是压入式垫片密封件，并且阻隔密封件是径向可压缩的密封件。
在前述车辆电气壳体中任一者的另一非限制性实施例中，主密封件是轴向可压缩的密封件，并且阻隔密封件是径向可压缩的密封件。
在前述车辆电气壳体中任一者的另一非限制性实施例中，托架是金属托架、弹性体托架或复合托架。
在前述车辆电气壳体中任一者的另一非限制性实施例中，托架包括开口，并且通过开口接纳紧固件。
在前述车辆电气壳体中任一者的另一非限制性实施例中，压缩限制器界定托架的开口。
在前述车辆电气壳体中任一者的另一非限制性实施例中，阻隔密封件组件包括紧固件密封件，该紧固件密封件由位于主密封件和阻隔密封件之间的托架的第一托架部分承载。
在前述车辆电气壳体中任一者的另一非限制性实施例中，阻隔密封件、主密封件和托架形成由常用弹性体材料制成的整体式零件。
根据本公开的另一个示例性方面的车辆除其他外包括电气壳体，所述电气壳体包括：具有第一配合表面的第一壳体部分；具有第二配合表面的第二壳体部分；形成在第一配合表面和第二配合表面之间的密封接头；以及阻隔密封件组件，该阻隔密封件组件定位在密封接头内并且包括主密封件、阻隔密封件，以及连接到主密封件和阻隔密封件两者的托架。
在前述车辆的另一非限制性实施例中，电气壳体是高压牵引电池组的一部分。
在前述车辆的一者中的另一非限制性实施例中，电气外壳是电连接器组件的一部分。
在前述车辆的任一者中的另一非限制性实施例中，主密封件位于密封接头的内侧，并且阻隔密封件位于密封接头的外侧。
在前述车辆的任一者中的另一非限制性实施例中，通过开口接纳至少一个紧固件，该开口形成在第一壳体部分、托架和第二壳体部分的每一者中。
前述段落、权利要求或以下描述和附图的实施例、示例和替代方案(包括它们的各个方面或相应单独特征中的任一个)可以独立地或以任何组合方式采用。结合一个实施例描述的特征适用于所有实施例，除非此类特征是不兼容的。
根据以下具体实施方式，本公开的各种特征和优点对于本领域技术人员将变得显而易见。附随具体实施方式的附图可以简要描述如下。
附图说明
图1示意性地示出了配备有电气壳体的车辆。
图2示意性地示出了示例性车辆电气壳体。
图3为图2的车辆电气壳体的分解图。
图4为通过图3的车辆电气壳体的截面A-A查看的分解剖视图。描述了示例性阻隔密封件组件。
图4A、图4B和图4C示出了用于连接阻隔密封件组件的密封件和托架的示例性机械附接策略。
图5为描述车辆电气壳体的另一示例性阻隔密封件组件的分解剖视图。
图6为描述车辆电气壳体的另一示例性阻隔密封件组件的分解剖视图。
图7为描述车辆电气壳体的又一示例性阻隔密封件组件的分解剖视图。
图8为描述车辆电气壳体的又一示例性阻隔密封件组件的分解剖视图。
图9为描述车辆电气壳体的又一示例性阻隔密封件组件的分解剖视图。
图10为描述车辆电气壳体的又一示例性阻隔密封件组件的分解剖视图。
图11示出了另一示例性车辆电气壳体。
图12是图11的车辆电气壳体的示例性阻隔密封件组件的顶视图。
图13是图12的示例性阻隔密封件组件的底视图。
具体实施方式
本公开描述了用于密封车辆电气壳体的示例性阻隔密封件组件。车辆电气壳体可包括在车辆内使用的任何电气壳体，包括但不限于电池组壳体和电连接器组件。示例性阻隔密封件组件可以包括主密封件、阻隔密封件，以及在主密封件和阻隔密封件之间延伸的托架。阻隔密封件组件被配置成减少腐蚀诱导物质进入车辆电气壳体的内部。在本具体实施方式的以下段落中更详细地讨论这些和其他特征。
图1示意性地示出车辆10。车辆10可以是轿车、卡车、货车、运动型多用途车或任何其他类型的车辆。车辆10还可以是常规内燃机驱动的机动车辆、高压电池供电的混合动力或电动车辆、或自主驾驶车辆(即无人驾驶车辆)。
车辆10可以配备有一个或多个电气壳体12。为了简单起见，在图1中仅示出了一个电气壳体12。然而，车辆10可包括用于支撑车辆10内的多种电气功能的多个电气壳体。
尽管在本公开的附图中示出了特定的部件关系，但是这些图示并不意图限制本公开。车辆10的各种部件的放置和取向被示意性地示出并且可在本公开的范围内变化。例如，尽管在图1中示意性地描绘为位于车辆10的前端组件14内，但是电气壳体12可安装在任何车辆位置，包括车辆底部位置。此外，伴随本公开的各种附图不一定按比例绘制，并且一些特征可能被放大或最小化以示出特定部件的某些细节。
根据其安装位置，并且尤其是底部安装位置，电气壳体12可能易受到道路飞溅物、道路盐分以及从外部环境中拾取的其他腐蚀诱导物质的影响。因此，在本公开中提出了新颖的阻隔密封件组件，其用于抑制这些类型的腐蚀诱导物质侵入并穿过电气壳体12的密封接头。
图2和图3示出了可以在车辆(诸如图1的车辆10)内采用的电气壳体12。在一个实施例中，电气壳体12是高压牵引电池组16的一部分，其能够提供电力以用于推动电动化车辆。
电气壳体12可以包括第一壳体部分18(例如，盖)、第二壳体部分20(例如，托盘)以及阻隔密封件组件22，该阻隔密封件组件22设置在第一壳体部分18和第二壳体部分20之间并且被配置用于密封电气壳体12的密封接头24。在一个实施例中，密封接头24形成在第一壳体部分18的第一安装凸缘26和第二壳体部分20的第二安装凸缘28之间。一个或多个紧固件30(例如，螺栓、螺钉等)可以穿过形成在第一安装凸缘和第二安装凸缘26、28中的开口***，以便将第一壳体部分18和第二壳体部分20固定在一起。
电气壳体12包括用于容纳电池组16的一个或多个电池内部部件34的内部32。电池内部部件34可以包括电池阵列(即，电池单元的分组)和/或各种电池电子部件(例如，控制模块、接线等)。电气壳体12可以包括任何尺寸、形状和配置，并且因此不限于图2至图3中所示的确切配置。
图4至图10示出了上述阻隔密封件组件22的各种示例性实施例。图4至图10中所示的任何阻隔密封件组件可以用于密封图2至图3的电池组16的电气壳体12的密封接头24，或用于密封任何其他车辆电气壳体。
首先参考图4，阻隔密封件组件22可以包括主密封件36、阻隔密封件38以及在主密封件36和阻隔密封件38之间连接的托架40。一旦定位在电气壳体12的密封接头24处，则主密封件36位于电气壳体12的内侧42上，并且阻隔密封件38位于电气壳体12的外侧44上。在一个实施例中，内侧42更靠近电气壳体12的内部32，而外侧44更靠近电气壳体12外部的外部环境46。主密封件36和阻隔密封件38一起提供密封冗余，从而降低了腐蚀诱导物质(例如，水分、盐等)从外部环境46通过密封接头24进入电气壳体12的内部32的风险。
在一个实施例中，主密封件36是压入式(PIP)垫片密封件。主密封件36可以由弹性体材料诸如橡胶、液体硅橡胶、热塑性弹性体(TPE)或任何其他合适的弹性体模制而成。主密封件36可被压入凹槽48中，该凹槽形成在第一壳体部分18、第二壳体部分20或两者中。在一个实施例中，凹槽48形成在第一壳体部分18的第一安装凸缘26中。
在另一个实施例中，阻隔密封件38可以是由弹性体材料制成的轴向可压缩的密封件。阻隔密封件38的弹性体材料可以是与主密封件36的弹性体材料相同的材料或不同的材料。阻隔密封件38可在第一壳体部分18的第一安装凸缘26的第一配合表面50与第二壳体部分20的第二安装凸缘28的第二配合表面52之间轴向压缩。
阻隔密封件组件22的托架40可以固定到主密封件36和阻隔密封件38两者上，以将主密封件36和阻隔密封件38连接在一起以形成阻隔密封件组件22的整体式密封件结构。在一个实施例中，托架40机械地附接到主密封件36和阻隔密封件38。例如，托架40可被机械地保持在形成于主密封件36和阻隔密封件38两者中的凹口55内(例如，参见图4A)。还设想了各种其他机械附接策略(例如，参见图4B和图4C)。
在一个实施例中，托架40化学键合到主密封件36和阻隔密封件38。例如，主密封件36和/或阻隔密封件38可以包覆模制到托架40上以形成介于这些零件的化学相容材料之间的化学键。
在一个实施例中，托架40由金属材料制成。在另一个实施例中，托架40由弹性体材料制成。在又一个实施例中，托架40由复合材料(例如，用塑料包覆模制的金属)制成。
托架40可以包括设置在主密封件36和阻隔密封件38之间的第一托架部分54以及从主密封件36沿与阻隔密封件38相反的方向延伸的第二托架部分56。第一托架部分54可以包括一个或多个开口58，用于容纳电气壳体12的紧固件30。
图5示出了另一示例性阻隔密封件组件22B。阻隔密封件组件22B类似于图4的阻隔密封件组件22，并且包括主密封件36、阻隔密封件38和托架40。然而，在该实施例中，阻隔密封件组件22B可以进一步包括压缩限制器60。压缩限制器60可界定形成在托架40的第一托架部分54中的开口58，并且被配置成控制在紧固件30的固定期间产生的压缩力，从而确保整个密封接头24的接头完整性。
图6示出了另一示例性阻隔密封件组件22C。阻隔密封件组件22C类似于图4的阻隔密封件组件22，并且包括主密封件36、阻隔密封件38和托架40。然而，在该实施例中，阻隔密封件组件22C可以进一步包括紧固件密封件62。在一个实施例中，紧固件密封件62是弹性体密封件。紧固件密封件62可以被接纳在第一托架部分54的开口58内，或者其自身可以形成第一托架部分54的开口58。紧固件密封件62被配置成抑制腐蚀诱导物质自进入紧固件30周围的密封接头24而侵入。
图7示出了又一示例性阻隔密封件组件22D。阻隔密封件组件22D类似于图6的阻隔密封件组件22C，并且包括主密封件36、阻隔密封件38、托架40以及紧固件密封件62。然而，在该实施例中，阻隔密封件组件22D可以进一步包括压缩限制器60。压缩限制器60可界定紧固件密封件62，并且被配置成控制在紧固件30的固定期间产生的压缩力，从而确保整个密封接头24的接头完整性。
图8示出了又一示例性阻隔密封件组件22E。阻隔密封件组件22E类似于图4的阻隔密封件组件22，并且包括主密封件36、阻隔密封件38和托架40。然而，在该实施例中，阻隔密封件38是径向可压缩的密封件而不是轴向可压缩的密封件。阻隔密封件38可以包括用于针对第一壳体部分18的外表面66密封的第一密封表面64和用于针对第二壳体部分20的外表面70密封的第二密封表面68。因此，在该实施例中，阻隔密封件38的至少一部分没有被夹置在第一壳体部分18第一配合表面50和第二壳体部分20的第二配合表面52之间。
图9示出了又一示例性阻隔密封件组件22F。阻隔密封件组件22F类似于图8的阻隔密封件组件22E，并且包括主密封件36、径向可压缩阻隔密封件38和托架40。然而，在该实施例中，阻隔密封件组件22F可以进一步包括压缩限制器60。压缩限制器60可界定形成在托架40中的开口58，并且被配置成控制在紧固件30的固定期间产生的压缩力，从而确保整个密封接头24的接头完整性。
图10示出了又一示例性阻隔密封件组件22G。阻隔密封件组件22G类似于图9的阻隔密封件组件22F。但是，在该实施例中，主密封36是轴向可压缩密封件，其可被夹置在第一壳体部分18的第一配合表面50和第二壳体部分20的第二配合表面52之间，而不是被压入第一壳体部分18或第二壳体部分20的凹槽中。
在用于电动化车辆的高压牵引电池组的背景下详细描述了上述阻隔密封件组件。然而，本公开不限于在电池组内使用的阻隔密封件组件。其他车辆电气壳体也可受益于上述阻隔密封件组件设计。在这方面，图11中示出了另一示例性电气壳体112。在该实施例中，电气壳体112是用于支撑车辆内的电连接的电连接器组件。
图11的电气壳体112可以包括第一壳体部分118(以虚线示出)、第二壳体部分120以及阻隔密封件组件122，该阻隔密封件组件122设置在第一壳体部分118和第二壳体部分120之间。阻隔密封件组件122被配置成用于密封电气壳体112的密封接头124。可以使用一个或多个紧固件(在该实施例中未示出)将第一壳体部分118和第二壳体部分120固定在一起。
现在参考图11至图13，阻隔密封件组件122可以包括主密封件136、阻隔密封件138以及在主密封件136和阻隔密封件138之间连接的托架140。一旦定位在电气壳体112的密封接头124处，则主密封件136位于电气壳体112的内侧142上，并且阻隔密封件138位于电气壳体12的外侧144上。主密封件136和阻隔密封件138一起提供密封冗余，从而降低腐蚀诱导物质(例如，水分、盐等)通过密封接头124进入电气壳体112的内部132的风险。
在一个实施例中，主密封件136、阻隔密封件138和托架140由常用弹性体材料制造，以便形成没有机械附接的单片整体式密封件。在另一个实施例中，主密封件136是PIP衬垫密封件，其可被压入形成在第一壳体部分118或第二壳体部分120中的凹槽中，并且阻隔密封件138是可轴向压缩密封件，其可在第一壳体部分118和第二壳体部分120的配合表面之间轴向压缩。
阻隔密封件组件22的托架140可以与主密封件136和阻隔密封件138一体形成。托架140可以包括设置在主密封件136和阻隔密封件138之间的第一托架部分154，以及从主密封件136沿与阻隔密封件138相反的方向延伸的第二托架部分156。第一托架部分154可以包括多个开口158，用于容纳电气壳体112的紧固件。
本公开的示例性阻隔密封件组件结合使用主密封件和阻隔密封件两者以提供密封冗余。密封冗余大大降低了腐蚀诱导物质进入车辆电气壳体的可能性。本文所述的阻隔密封件组件提供了用于任意轴向压缩密封接头的直接替代方案。
尽管不同的非限制性实施例被示出为具有特定的部件或步骤，但本公开的实施例不限于那些特定组合。可将来自非限制性实施例中的任一个的一些部件或特征与来自其他非限制性实施例中的任一个的特征或部件组合使用。
应理解，贯穿若干附图，相似的附图标记标识对应或类似的元件。应理解，尽管在这些示例性实施例中公开和示出了特定的部件布置，但其他布置也可以受益于本公开的教导。
前述描述应被解释为说明性的而不是以任何限制性意义来解释。本领域普通技术人员将理解，在本公开的范围内可发生一些修改。出于这些原因，应研究所附权利要求来确定本公开的真实范围和内容。
根据本发明，提供了一种车辆电气壳体，其具有：第一壳体部分；第二壳体部分；和阻隔密封件组件，该阻隔密封件组件定位在第一壳体部分和第二壳体部分之间并且被配置成抑制腐蚀诱导物质侵入车辆电气壳体的内部，其中阻隔密封件组件包括主密封件、阻隔密封件以及在主密封件和阻隔密封件之间延伸的托架。
根据一个实施例，车辆电气壳体是高压牵引电池组的一部分。
根据一个实施例，车辆电气壳体是电连接器组件的一部分。
根据一个实施例，本发明的特征还在于电池内部部件，该电池内部部件容纳在车辆电气壳体的内部之内。
根据一个实施例，电池内部部件包括电池阵列、电池电子部件或两者。
根据一个实施例，阻隔密封件组件定位在第一壳体部分和第二壳体部件之间的密封接头内。
根据一个实施例，主密封件位于车辆电气壳体的内侧，并且阻隔密封件位于车辆电气壳体的外侧。
根据一个实施例，主密封件是压入式垫片密封件，并且阻隔密封件是轴向可压缩的密封件。
根据一个实施例，主密封件是压入式垫片密封件，并且阻隔密封件是径向可压缩的密封件。
根据一个实施例，主密封件是轴向可压缩的密封件，并且阻隔密封件是径向可压缩的密封件。
根据一个实施例，托架是金属托架、弹性体托架或复合托架。
根据一个实施例，托架包括开口，并且通过开口接纳紧固件。
根据一个实施例，本发明的特征还在于压缩限制器，该压缩限制器界定托架的开口。
根据一个实施例，阻隔密封件组件包括紧固件密封件，该紧固件密封件由位于主密封件和阻挡密封件之间的托架的第一托架部分承载。
根据一个实施例，阻隔密封件、主密封件和托架形成由常用弹性体材料制成的整体式零件。
根据本发明，提供了一种车辆，该车辆具有电气壳体，所述电气壳体包括：具有第一配合表面的第一壳体部分；具有第二配合表面的第二壳体部分；形成在第一配合表面和第二配合表面之间的密封接头；和阻隔密封件组件，该阻隔密封件组件定位在密封接头内并且包括主密封件、阻隔密封件以及连接到主密封件和阻隔密封件两者的托架。
根据一个实施例，车辆电气壳体是高压牵引电池组的一部分。
根据一个实施例，车辆电气壳体是电连接器组件的一部分。
根据一个实施例，主密封件位于密封接头的内侧，并且阻隔密封件位于密封接头的外侧。
根据一个实施例，本发明的特征还在于通过开口接纳的至少一个紧固件，该开口形成在第一壳体部分、托架和第二壳体部分中的每一者中。

Claims (15)

1.一种车辆电气壳体，其包括：
第一壳体部分；
第二壳体部分；和
阻隔密封件组件，所述阻隔密封件组件定位在所述第一壳体部分和所述第二壳体部分之间并且被配置成抑制腐蚀诱导物质侵入所述车辆电气壳体的内部，
其中所述阻隔密封件组件包括主密封件、阻隔密封件以及在所述主密封件和所述阻隔密封件之间延伸的托架。
2.根据权利要求1所述的车辆电气壳体，其中所述车辆电气壳体是高压牵引电池组或电连接器组件的一部分。
3.根据权利要求1或2所述的车辆电气壳体，包括电池内部部件，所述电池内部部件容纳在所述车辆电气壳体的所述内部，其中所述电池内部部件包括电池阵列、电池电子部件，或两者。
4.根据权利要求1所述的车辆电气壳体，其中所述阻隔密封件组件定位在所述第一壳体部分和所述第二壳体部件之间的密封接头内。
5.根据权利要求1所述的车辆电气壳体，其中所述主密封件位于所述车辆电气壳体的内侧，并且所述阻隔密封件位于所述车辆电气壳体的外侧。
6.根据权利要求1所述的车辆电气壳体，其中所述主密封件是压入式垫片密封件，并且所述阻隔密封件是轴向可压缩的密封件或径向可压缩的密封件。
7.根据权利要求1所述的车辆电气壳体，其中所述主密封件是轴向可压缩的密封件，并且所述阻隔密封件是径向可压缩的密封件。
8.根据权利要求1所述的车辆电气壳体，其中所述托架是金属托架、弹性体托架或复合托架。
9.根据权利要求1所述的车辆电气壳体，其中所述托架包括开口，并且通过所述开口接纳紧固件，并且可选地所述车辆电气壳体包括界定所述托架的所述开口的压缩限制器。
10.根据权利要求1所述的车辆电气壳体，其中所述阻隔密封件组件包括紧固件密封件，所述紧固件密封件由位于所述主密封件和所述阻隔密封件之间的所述托架的第一托架部分承载。
11.根据权利要求1所述的车辆电气壳体，其中所述阻隔密封件、所述主密封件和所述托架形成由常用弹性体材料制成的整体式零件。
12.一种车辆，其包括：
电气壳体，所述电气壳体包括：
第一壳体部分，所述第一壳体部分具有第一配合表面；
第二壳体部分，所述第二壳体部分具有第二配合表面；
密封接头，所述密封接头形成在所述第一配合表面和所述第二配合表面之间；和
阻隔密封件组件，所述阻隔密封件组件定位在所述密封接头内，并且包括主密封件、阻隔密封件以及连接到所述主密封件和所述阻隔密封件的托架。
13.根据权利要求12所述的车辆，其中所述电气壳体是高压牵引电池组或电连接器组件的一部分。
14.根据权利要求12或13所述的车辆，其中所述主密封件位于所述密封接头的内侧，并且所述阻隔密封件位于所述密封接头的外侧。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的车辆，其包括通过开口接纳的至少一个紧固件，所述开口形成在所述第一壳体部分、所述托架和所述第二壳体部分中的每一者中。
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