具有陣列框架以及集成的熱交換器的電池總成的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電動(dòng)車輛的電池總成。該電池總成包括電池陣列和集成的熱交換器。電池總成可以包括用于將熱交換器相對(duì)于電池陣列保持的多個(gè)保持部件。
【背景技術(shù)】
[0002]降低汽車燃料消耗和排放的需求是眾所周知的。因此，正在開發(fā)降低或完全消除對(duì)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的依賴的車輛。電動(dòng)車輛是出于這樣的目的所開發(fā)的一種類型的車輛。通常，由于電動(dòng)車輛選擇性地通過一個(gè)或多個(gè)電池供電的電機(jī)來驅(qū)動(dòng)，其與傳統(tǒng)的機(jī)動(dòng)車輛不同。相比之下，傳統(tǒng)機(jī)動(dòng)車輛僅依靠?jī)?nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛。
[0003]用于為電動(dòng)車輛的電機(jī)供電的高壓電池總成典型地包括多個(gè)電池陣列。每個(gè)電池陣列包括多個(gè)電池單元和總體上圍繞電池單元以構(gòu)建電池陣列的支撐結(jié)構(gòu)。例如冷卻板的熱交換器可以定位在電池單元下方以熱管理由電池單元所產(chǎn)生的熱。典型地，熱交換器被夾在電池陣列和托盤之間以確保熱交換器和電池單元之間穩(wěn)健的接觸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明示例性方面的一種電池總成除其他方面以外包括陣列框架，陣列框架包括框架主體和通過框架主體形成的槽。熱交換器容納在槽內(nèi)。
[0005]在上述總成的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，框架主體沿縱軸線延伸并且包括頂部、底部以及在頂部和底部之間延伸的框架臂。
[0006]在上述任一總成的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，頂部包括第一側(cè)和第二側(cè)，第一側(cè)和第二側(cè)各自包括交替模式的剛性卡扣臂和柔性卡扣臂。
[0007]在上述任一總成的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，槽形成于框架主體的底部?jī)?nèi)。
[0008]在上述任一總成的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，散熱片在框架主體內(nèi)延伸。散熱片包括主體和延伸至框架主體外部的位置的支架。
[0009]在上述任一總成的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，熱交換器被偏置抵靠散熱片的支架。
[0010]在上述任一總成的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，框架主體包括底部，底部包括在相對(duì)端之間延伸的頂壁和底壁，槽在相對(duì)端之間水平地延伸并且在頂壁和底壁之間豎直地延伸。
[0011]在上述任一總成的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，彈性部件從底壁向上凸出。
[0012]在上述任一總成的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，彈性部件相對(duì)于底壁是成角度的。
[0013]在上述任一總成的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，彈性部件是波紋狀的。
[0014]根據(jù)本發(fā)明另一示例性方面的一種電池總成除其他方面以外包括陣列框架和熱交換器，陣列框架包括至少一個(gè)保持臂，熱交換器通過至少一個(gè)保持臂連接到陣列框架。
[0015]在上述總成的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，陣列框架容納電池單元，并且包含位于電池單元和熱交換器之間的熱界面材料。
[0016]在上述任一總成的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，陣列框架包括敞開的底部，底部形成以側(cè)壁和頂壁為邊界的袋狀部。至少一個(gè)保持臂從側(cè)壁和頂壁中的至少一個(gè)凸出。
[0017]在上述任一總成的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，陣列框架安裝到托盤。
[0018]在上述任一總成的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，空隙位于熱交換器和托盤之間。
[0019]根據(jù)本發(fā)明另一示例性方面的一種電池總成除其他方面以外包括電池陣列、下蓋和熱交換器，電池陣列包括多個(gè)陣列框架，下蓋連接至多個(gè)陣列框架的至少一部分，并且熱交換器固定于電池陣列和下蓋之間。
[0020]在上述總成的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，熱界面材料位于熱交換器和多個(gè)陣列框架之間。
[0021]在上述任一總成的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，其中多個(gè)陣列框架的該部分和下蓋中的一個(gè)包括剛性保持臂并且多個(gè)陣列框架的該部分和下蓋中的另一個(gè)包括柔性保持臂，柔性保持臂與剛性保持臂接合以將下蓋固定至多個(gè)陣列框架的該部分。
[0022]在上述任一總成的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，柔性保持臂包括與剛性保持臂的第二延伸部重疊的延伸部。
[0023]在上述任一總成的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，電池陣列安裝于托盤。
[0024]可以單獨(dú)地或任意組合地采用前述段落、權(quán)利要求或下面的說明書和附圖中的實(shí)施例、示例以及替代形式，包括它們?nèi)我獾母鞣N方面或各自的獨(dú)立特征。關(guān)于一個(gè)實(shí)施例所描述的特征可以應(yīng)用于所有的實(shí)施例，除非這樣的特征是不兼容的。
[0025]所公開的示例的各種特征及有利之處從【具體實(shí)施方式】中對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見的。伴隨【具體實(shí)施方式】的附圖可以簡(jiǎn)要描述如下。
【附圖說明】
[0026]圖1示意性地說明了電動(dòng)車輛的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)；
[0027]圖2A和2B說明了電池陣列的陣列框架；
[0028]圖3說明了由堆疊的陣列框架所構(gòu)建的電池陣列；
[0029]圖4說明了陣列框架的保持部件；
[0030]圖5A和5B說明了陣列框架的彈性部件；
[0031]圖5C是圖5A的合圍區(qū)域ARl的放大視圖；
[0032]圖和5E說明了陣列框架的另外的示例性彈性部件；
[0033]圖6說明了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電池總成；
[0034]圖7說明了電池總成的剖視圖；
[0035]圖8示意性地說明了熱交換器相對(duì)于電池總成的多個(gè)陣列框架的定位；
[0036]圖9說明了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的電池總成；
[0037]圖10說明了電池總成的剖視圖；
[0038]圖11說明了根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的電池總成。
【具體實(shí)施方式】
[0039]本發(fā)明描述了可以在電動(dòng)車輛中使用的示例性電池總成。電池總成包括可以堆疊和連接到一起以構(gòu)建電池陣列的一個(gè)或多個(gè)陣列框架。熱交換器可連接到電池陣列以熱管理由電池陣列的電池單元所產(chǎn)生的熱并且也在冷的環(huán)境溫度期間加熱電池單元。電池總成可以采用各種保持部件以使熱交換器相對(duì)于電池陣列固定。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，電池陣列的陣列框架包括形成了通道的槽，通道用于將熱交換器容納在電池單元下方。在另一實(shí)施例中，陣列框架包括用于將熱交換器固定到電池陣列的柔性保持臂。在又一實(shí)施例中，下蓋連接到陣列框架以使熱交換器固定到電池陣列。這些以及其他特征在下面的段落中會(huì)更加詳細(xì)地描述。
[0040]圖1示意性地說明了電動(dòng)車輛12的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)10。雖然描述為混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(HEV)，但是應(yīng)該理解的是，這里所描述的概念并不限于HEV，并且可以擴(kuò)展到其他電動(dòng)車輛，包括但不限于插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(PHEV)和純電動(dòng)車輛(BEV)。
[0041]在一個(gè)實(shí)施例中，動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)10是米用了第一傳動(dòng)系統(tǒng)和第二傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力分配動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)(power-split powertrain system)。第一傳動(dòng)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)14和發(fā)電機(jī)18(即第一電機(jī))的組合。第二傳動(dòng)系統(tǒng)至少包括馬達(dá)22(即第二電機(jī))、發(fā)電機(jī)18以及電池總成24。在這個(gè)示例中，第二傳動(dòng)系統(tǒng)被認(rèn)為是動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)10的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。第一和第二傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生扭矩以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車輛12的一組或多組車輛驅(qū)動(dòng)輪28。
[0042]例如內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)14和發(fā)電機(jī)18可以通過例如行星齒輪組的動(dòng)力傳輸單元30連接。當(dāng)然，包括其他齒輪組和變速器的其他類型的動(dòng)力傳輸單元可以用于將發(fā)動(dòng)機(jī)14連接到發(fā)電機(jī)18。在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，動(dòng)力傳輸單元30是包括環(huán)形齒輪32、中心齒輪34和托架總成36的行星齒輪組。
[0043]發(fā)電機(jī)18可以通過動(dòng)力傳輸單元30而由發(fā)動(dòng)機(jī)14驅(qū)動(dòng)以使動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能?？蛇x地，發(fā)電機(jī)18可以作為馬達(dá)以使電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，由此向連接到動(dòng)力傳輸單元30的軸38輸出扭矩。由于發(fā)電機(jī)18可操作地連接到發(fā)動(dòng)機(jī)14，因此發(fā)動(dòng)機(jī)14的轉(zhuǎn)速可以由發(fā)電機(jī)18控制。
[0044]動(dòng)力傳輸單元30的環(huán)形齒輪32可以連接到軸40，軸40通過第二動(dòng)力傳輸單元44與車輛驅(qū)動(dòng)輪28連接。第二動(dòng)力傳輸單元44可以包括具有多個(gè)齒輪46的齒輪組。其他動(dòng)力傳輸單元也可以是適宜的。齒輪46將扭矩從發(fā)動(dòng)機(jī)14傳輸?shù)讲钏倨?8從而最終為車輛驅(qū)動(dòng)輪28提供牽引力。差速器48可以包括能夠向車輛驅(qū)動(dòng)輪28傳輸扭矩的多個(gè)齒輪。在一個(gè)實(shí)施例中，第二動(dòng)力傳輸單元44通過差速器48與輪軸50機(jī)械地連接從而向車輛驅(qū)動(dòng)輪28分配扭矩