封裝車輛電池模塊的電力電子器件的結(jié)構(gòu)外罩及維修和制造使用該結(jié)構(gòu)外罩的車輛的方法
【專利摘要】提供一種用于車輛的設(shè)備，該設(shè)備包括結(jié)構(gòu)外罩，該結(jié)構(gòu)外罩配置成附接到第一間隔電池模塊外殼和第二間隔電池模塊外殼兩者，同時(shí)橫跨間隔的電池模塊外殼之間的間隙。結(jié)構(gòu)外罩配置成支承電力電子器件，并且配置成允許電力電子器件穿過結(jié)構(gòu)外罩與電池模塊連接。還提供一種維修車輛的方法和一種制造車輛的方法。
【專利說明】封裝車輛電池模塊的電力電子器件的結(jié)構(gòu)外罩及維修和制造使用該結(jié)構(gòu)外罩的車輛的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有結(jié)構(gòu)外罩的設(shè)備,該結(jié)構(gòu)外罩用來封裝(packaging)具有間隔的電池模塊的車輛中的電力電子器件；并且涉及維修和制造使用該結(jié)構(gòu)外罩的車輛的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鞍袋形電池(Saddle — bag battery)的特征在于這樣一種布置，即在這種布置中，兩個(gè)大電池模塊位于車輛中心線的附近，該車輛中心線與縱向驅(qū)動(dòng)軸相鄰，該縱向驅(qū)動(dòng)軸將原動(dòng)力提供給后輪。這種類型的布置用在后輪驅(qū)動(dòng)和全輪驅(qū)動(dòng)車輛中，以在給定這種車輛的構(gòu)造的情況下使電池尺寸最大。在這種布置中，將電池模塊典型地分隔到分隔外罩中，這使從一個(gè)電池模塊到另一個(gè)電池模塊的高壓和控制系統(tǒng)布線復(fù)雜。用于每個(gè)電池模塊的獨(dú)立的電力電子器件容納在分隔外罩中。給定在每個(gè)電池模塊中存在的限制條件，電力電子器件的封裝是具有挑戰(zhàn)性的。這種布置也呈現(xiàn)了與獲得對(duì)于高壓和控制電纜的接近以及與連接高壓和控制電纜有關(guān)的困難，這些高壓和控制電纜是將電池模塊連接到車輛變速箱上所需的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種設(shè)備，該設(shè)備解決了與將電力電子器件功能提供給車輛有關(guān)的多個(gè)問題，這些車輛采用間隔的電池模塊(例如，橫向間隔的鞍袋形電池)。提供一種用于車輛的設(shè)備，該車輛具有在第一電池模塊外殼中的第一電池模塊以及在第二電池模塊外殼中的第二電池模塊。車輛的電池外殼彼此間隔開，以在它們之間限定間隙。電池模塊通過電力電子器件(power electronics)是可控制的和可供給電力的。該設(shè)備可以稱作結(jié)構(gòu)電源模塊，并且其包括結(jié)構(gòu)外罩，該結(jié)構(gòu)外罩配置成附接到第一電池模塊外殼和第二電池模塊外殼兩者，同時(shí)當(dāng)在安裝位置中時(shí)橫跨電池模塊外殼之間的間隙。該外罩配置成支承電力電子器件，并且配置成允許電力電子器件穿過結(jié)構(gòu)外罩與電池模塊連接。外罩容許電力電子器件中的一些被支承在外表面上，從而它們可以是容易接近的，以用于與其它車輛部件(如電機(jī))的連接，并且/或者用于維修或電力切斷。外罩還支承外罩的內(nèi)部空腔內(nèi)的電子部件，并且具有開口，這些開口允許內(nèi)部電子部件穿過結(jié)構(gòu)外罩可操作地連接到電池模塊。
[0004]結(jié)構(gòu)外罩可以具有罩蓋，該罩蓋是可打開的，以允許對(duì)于內(nèi)部電力電子器件的容易接近，并且可以被密封，以便為內(nèi)部電力電子器件提供無泄漏和無灰塵環(huán)境。該設(shè)備配置成利用在車輛中的可得到的封裝空間，以允許電力電子器件的容易接近，并且可能對(duì)于以“鞍袋”狀方式布置的電池模塊特別有用。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)外罩是“結(jié)構(gòu)性的”，即它大體上是剛性的，并且限定固定容積的空腔，該空腔用來將電力電子器件相對(duì)于彼此和相對(duì)于電池模塊以固定布置的方式封裝，它支持電源和控制系統(tǒng)從一個(gè)電池模塊到另一個(gè)電池模塊的直接布線，并且不需要麻煩的、非結(jié)構(gòu)的管狀連接。[0005]描述的設(shè)備是完全集成的模塊式單元，該完全集成的模塊式單元實(shí)現(xiàn)一種維修車輛的高效和低成本方法。提供維修車輛的一種方法，并且明確地說，一種維修車輛上的電池組件的方法。電池組件包括第一電池模塊和第二電池模塊，第一電池模塊外殼大體包圍第一電池模塊，第二電池模塊外殼大體包圍第二電池模塊并且與第一電池模塊外殼間隔開，以在它們之間限定間隙。電池組件還包括以上描述的結(jié)構(gòu)外罩。該方法包括從車輛除去電池組件。將結(jié)構(gòu)外罩的罩蓋打開，并且使將結(jié)構(gòu)外罩中的電力電子器件連接到第一電池模塊的布線脫離連接以及將結(jié)構(gòu)外罩中的電力電子器件連接到第二電池模塊的另外的布線脫離連接。然后將結(jié)構(gòu)外罩與電池模塊脫開。然后可以維修具有附接的電力電子器件的結(jié)構(gòu)外罩，而不用打開或否則接近或干擾電池供電模塊。
[0006]一種制造車輛的方法包括將大體相同的結(jié)構(gòu)外罩的庫存(inventory)中的第一結(jié)構(gòu)外罩安裝到第一車輛上的間隔的電池模塊外殼上，以橫跨在第一車輛的電池模塊外殼之間。然后將安裝到第一結(jié)構(gòu)外罩上的電力電子器件可操作地連接到在第一車輛的電池模塊外殼內(nèi)的電池模塊。然后將大體相同的結(jié)構(gòu)外罩的庫存中的第二結(jié)構(gòu)外罩安裝到第二車輛上的間隔的電池模塊外殼上，以橫跨在第二車輛的電池模塊外殼之間。然后將安裝到第二結(jié)構(gòu)外罩上的電力電子器件可操作地連接到第二車輛的電池模塊外殼內(nèi)的電池模塊上。第一車輛的電池模塊與第二車輛的電池模塊的尺寸不同。該方法表明，由于結(jié)構(gòu)電源模塊的結(jié)構(gòu)外罩不限于供特定長度或?qū)挾鹊碾娫茨K使用，所以相同的結(jié)構(gòu)外罩設(shè)計(jì)可以用于多種用途，如在不同的車輛底盤上。
[0007]本發(fā)明的以上特征和優(yōu)點(diǎn)以及其它特征和優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)結(jié)合附圖時(shí)，由用來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最好模式的如下詳細(xì)描述將是顯而易見的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是用于車輛的設(shè)備的示意性立體圖，該車輛包括結(jié)構(gòu)外罩，該結(jié)構(gòu)外罩由壁和罩蓋形成并且支承電力電子器件；
[0009]圖2是圖1的結(jié)構(gòu)外罩的示意性立體圖，使罩蓋除去以示出在結(jié)構(gòu)外罩的內(nèi)部空腔中容納的內(nèi)部電力電子器件；
[0010]圖3是車輛的示意性立體圖，示出了結(jié)構(gòu)外罩，該車輛具有框架、傳動(dòng)系，該結(jié)構(gòu)外罩附接到橫向間隔的電池外殼，并且附接到縱向框架軌道；
[0011]圖4是圖3的車輛的示意性俯視圖；
[0012]圖5是圖4的車輛的示意性仰視圖，示出了電池模塊支承結(jié)構(gòu)，該電池模塊支承結(jié)構(gòu)既支承電池模塊外殼又支承結(jié)構(gòu)外罩；
[0013]圖6是電池組件的示意性立體圖，該電池組件包括電池模塊外殼和結(jié)構(gòu)外罩，并且示出了電池模塊支承結(jié)構(gòu)；
[0014]圖7是圖6的電池組件的示意性立體圖，使結(jié)構(gòu)外罩的罩蓋和電池模塊外殼的罩蓋除去，以示出其中的電池模塊；
[0015]圖8是圖7的電池組件的示意性側(cè)視圖，使結(jié)構(gòu)外罩的側(cè)壁除去；
[0016]圖9是圖8的電池組件的示意性俯視圖；
[0017]圖10是圖6的電池組件的示意性俯視圖，示出了附接到結(jié)構(gòu)外罩的電連接器；
[0018]圖11是以部分分解視圖示出的圖6的電池組件的示意性俯視圖；[0019]圖12是在圖3中的線12-12處取得的圖3的車輛的示意性立體剖視圖；
[0020]圖13是圖1的設(shè)備以分解視圖示出的示意性立體圖，示出了電力電子器件和密封墊；
[0021]圖14是圖2的結(jié)構(gòu)外罩的示意性立體圖，使罩蓋除去以示出電力電子器件；
[0022]圖15是圖14的結(jié)構(gòu)外罩的示意性立體圖，示出了電連接器；
[0023]圖16是以部分分解和局部視圖示出的圖6的電池組件的示意性立體圖，示出了電連接器；
[0024]圖17是以部分分解和局部視圖示出的圖6的電池組件的示意性立體圖，示出了電池模塊支承結(jié)構(gòu)；
[0025]圖18是圖1的設(shè)備的示意性立體圖，該設(shè)備附接到第一車輛的電池模塊外殼；
[0026]圖19是圖1的設(shè)備的示意性立體圖，該設(shè)備附接到第二車輛的不同的電池模塊外殼，其電池模塊外殼比圖18的電池模塊外殼長；
[0027]圖20是圖1的設(shè)備的示意性立體圖，該設(shè)備附接到第三車輛的進(jìn)一步不同的電池模塊外殼，圖20的電池模塊外殼比圖18和19的電池模塊外殼長；
[0028]圖21是維修車輛的方法的流程圖；及
[0029]圖22是制造車輛的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]參照附圖，其中相同的附圖標(biāo)記貫穿幾張視圖指示相同的部件，圖1示出了一種設(shè)備，該設(shè)備可以稱作結(jié)構(gòu)電源模塊10。如這里進(jìn)一步描述的那樣，結(jié)構(gòu)電源模塊10包括結(jié)構(gòu)外罩12，該結(jié)構(gòu)外罩12支承用于支持第一電池模塊14和第二電池模塊16的功能所需的電力電子器件，該第一電池模塊14和第二電池模塊16示出在圖7中。如這里使用的那樣，“結(jié)構(gòu)”外罩是大體上剛性的并限定固定容積的空腔，并且包括金屬或復(fù)合材料外罩。電池模塊14、16每個(gè)包括多個(gè)電池單元17 (示出在圖7中)，所述多個(gè)電池單元17可操作地彼此連接，以提供用于給定用途的預(yù)定量的存儲(chǔ)電能，例如用來向混合或電動(dòng)車輛供給電力。電池模塊14容置在電池模塊外殼18中，該電池模塊外殼18包括在圖7中示出的電池單元支承部分19和在圖6中示出的可除去罩蓋20。電池模塊16容置在電池模塊外殼22中，該電池模塊外殼22包括在圖7中示出的電池單元支承部分23和在圖6中示出的可除去罩蓋24。電池模塊外殼18、22彼此橫向地間隔開，以在它們之間限定間隙26。如在圖10中最清楚示出的那樣，結(jié)構(gòu)電源模塊10配置成橫跨間隙26，并且在安裝位置中附接到兩個(gè)電池模塊外殼18、22。當(dāng)將結(jié)構(gòu)電源模塊10附接到電池模塊外殼18、22時(shí)，結(jié)構(gòu)電源模塊10 ;電力電子器件(包括下面討論的內(nèi)部電力電子器件50、52、54、56，電連接器100、102，及電力切斷機(jī)構(gòu)104);電池模塊外殼18、22 ;以及電池模塊14、16形成電池組件25。
[0031]圖1和2示出了結(jié)構(gòu)外罩12，該結(jié)構(gòu)外罩12包括多個(gè)壁以及罩蓋38，所述多個(gè)壁也稱作面板30、32、34、36，并形成多個(gè)側(cè)，該罩蓋38配置成形成兩個(gè)側(cè)。罩蓋38在圖1中處于關(guān)閉位置中，在該關(guān)閉位置中，它進(jìn)一步限定和包圍在圖2中示出的內(nèi)部空腔40，在圖2中除去了罩蓋38 (即在敞開位置中)。在示出的實(shí)施例中，罩蓋38用緊固件42 (示出在圖6中)附接到多塊面板30、32、34、36，并且通過除去緊固件42而從關(guān)閉和敞開的位置運(yùn)動(dòng)。在其它實(shí)施例中，罩蓋38可以鉸接到面板30、32、34、36之一上，從而它在敞開位置與關(guān)閉位置之間是可樞轉(zhuǎn)的。面板30、32、34、36限定開口 44，該開口 44在圖1中由罩蓋38封閉。在進(jìn)一步的其它實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)外罩可以只是單塊面板(如底部面板32)，而罩蓋可以是五側(cè)的(包括與側(cè)面板34、36、后面板30及兩個(gè)側(cè)罩蓋38相對(duì)應(yīng)的側(cè))。在實(shí)施例的任一個(gè)中，可整體地形成兩塊或更多面板。
[0032]在示出的實(shí)施例中，當(dāng)結(jié)構(gòu)電源模塊10如圖3所示處于車輛46上的安裝位置中時(shí)，面板30是后部面板，面板32是底部面板，及面板34和36是側(cè)部面板。在安裝位置中，將后部面板30附接到電池模塊外殼18、22，使其后部表面31面向電池模塊外殼18、22，如圖18所示。后部面板30具有多個(gè)開口 37 (示出在圖13中)，緊固件穿過所述多個(gè)開口 37延伸，以將結(jié)構(gòu)電源模塊10連接到電池模塊外殼18、22。一個(gè)這樣的緊固件39在圖7中是可見的。將底部面板32附接到電池模塊支承結(jié)構(gòu)(該電池模塊支承結(jié)構(gòu)包括橫向支承軌道48和縱向支承軌道49)，使其底部表面33面向支承軌道48、49，如圖8和18所示。在示出的實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)電源模塊10具有足夠的寬度，從而它在圖3的車輛46的縱向延伸的框架軌道41、43之間延伸。結(jié)構(gòu)外罩12的側(cè)部面板34、36可設(shè)有緊固件開口，所以結(jié)構(gòu)電源模塊10也可用緊固件直接安裝到框架軌道41、43并且由框架軌道41、43支承，這些緊固件穿過框架軌道41、43延伸。
[0033]圖1、2及4示出了面板30和罩蓋38配置成使得外罩12和罩蓋38限定凹口 45。這允許外罩12圍繞縱向延伸的車輛部件而被封裝,從而使可使用的封裝空間最大。當(dāng)結(jié)構(gòu)外罩12在圖3的安裝位置中時(shí)，縱向延伸的部件是變速箱驅(qū)動(dòng)軸47的一部分。在其它實(shí)施例中，不同的縱向延伸的部件(如車輛排氣管)可以在凹口 45處由結(jié)構(gòu)外罩12部分地包圍。
[0034]圖2示出了電力電子器件，這些電力電子器件能夠操作成控制和提供通向和/或來自圖7的電池模塊14、16的能流(power flow)。電力電子器件包括內(nèi)部電力電子器件50、52、54、56，這些內(nèi)部電力電子器件50、52、54、56用機(jī)械附件(如托架58、60、62、64)固定到結(jié)構(gòu)外罩12，從而內(nèi)部電力電子器件50、52、54、56支承在結(jié)構(gòu)外罩12的內(nèi)表面66、68、70處。當(dāng)罩蓋38在圖1中的關(guān)閉位置中時(shí)，內(nèi)部電力電子器件50、52、54、56被包圍在內(nèi)部空腔40內(nèi)。圖13示出了墊片72，該墊片72用作在面板30、32、34、36與罩蓋38之間的界面處的密封機(jī)構(gòu)，以用于當(dāng)罩蓋38在關(guān)閉位置中時(shí)，為內(nèi)部電力電子器件50、52、54、56提供無泄漏和無灰塵的環(huán)境。界面包括在面板30、32、34、36的邊緣或周界處的、在圖2中示出的表面74、76、77、78、79、80。代替墊片72或除其之外，機(jī)械密封件或可除去的密封劑可以用來密封外罩12。
[0035]如在圖13、15及16中最清楚示出的那樣，后部面板30具有第一和第二橫向間隔的開口 82、84、86、88，這些第一和第二橫向間隔的開口 82、84、86、88形成為凹口，這些凹口從后部面板30的上邊緣延伸。當(dāng)將結(jié)構(gòu)電源模塊10固定到電池模塊外殼18、22時(shí)，開口82、84、86、88與第一電池模塊外殼18和第二電池模塊外殼22中的、在圖17中示出的類似開口 90、92、94、96對(duì)準(zhǔn)。對(duì)準(zhǔn)的開口 82、84、86、88和90、92、94、96形成連接路徑，以允許高壓和控制系統(tǒng)布線從電池模塊14、16延伸到內(nèi)部電力電子器件，如在圖18中用虛線示出的那樣，在圖18中，布線電纜98穿過后部面板30延伸，以將內(nèi)部電力電子器件部件52可操作地連接到電池單元17。當(dāng)罩蓋38在關(guān)閉位置中并且將結(jié)構(gòu)電源模塊10固定到電池模塊外殼18、22時(shí)，覆蓋開口 82、84、86、88和90、92、94、96，以形成無泄漏的連接路徑。連接路徑可以可選擇地通過后部面板30中的孔和索眼來實(shí)現(xiàn)。
[0036]參照?qǐng)D2、14及15，由結(jié)構(gòu)電源模塊10支承的電力電子器件包括電連接器100、102和電力切斷機(jī)構(gòu)104。電連接器100使用機(jī)械附件和緊固件由面板30支承在后部面板30的外部后部表面31處。后部面板30具有開口 106，最清楚地示出在圖13中，電連接器100當(dāng)被安裝在后部表面31處時(shí)，穿過該開口 106延伸。利用在電池模塊外殼18、22之間可得的封裝空間，電連接器100在后部表面31處的封裝位于中心位置中，這允許電連接器100在電池模塊外殼18、22之間是可接近的，如圖9和10所示。這容許在電連接器100與車輛變速箱的馬達(dá)/發(fā)電機(jī)或其它部件之間的連接器電纜容易接近，以便利用在電池模塊14、16與連接器100之間的另外的電力布線而在內(nèi)部空腔40中的內(nèi)部電力電子器件50、52、54、56和/或電池模塊14、16之間提供電力，該連接器100在空腔40中延伸。
[0037]類似地，電連接器102使用機(jī)械附件和緊固件而支承在底部面板32的底部表面33處，如圖14所示。底部面板32具有開口 108，最清楚地示出在圖13中，電連接器102當(dāng)被安裝在底部表面33處時(shí)穿過該開口 108延伸。在底部表面33處的電連接器102在中心位置中的封裝允許電連接器102在電池模塊外殼18、22之間是可接近的，如圖9所示。這容許在電連接器102與車輛變速箱的馬達(dá)/發(fā)電機(jī)或其它部件之間的連接器電纜容易接近，以便利用電池模塊14、16與連接器102之間的另外的電力布線而在內(nèi)部空腔40中的內(nèi)部電力電子器件50、52、54、56和/或電池模塊14、16之間提供電力，該連接器102在空腔40中延伸。
[0038]電力切斷機(jī)構(gòu)104也由底部面板32支承在外部表面33處。底部面板32具有開口 110，最清楚地示出在圖13中，電力切斷機(jī)構(gòu)104當(dāng)被安裝在底部表面33處時(shí)穿過該開口 110延伸。電力切斷機(jī)構(gòu)104可操作成從結(jié)構(gòu)外罩10的外側(cè)穿過在圖14中示出的端口112來旋轉(zhuǎn)圖7中示出的開關(guān)116。電力切斷機(jī)構(gòu)104和開關(guān)116由另外的布線可操作地連接，該另外的布線延伸到內(nèi)部電子器件部件50、52、54、56中的至少一些，從而旋轉(zhuǎn)開關(guān)將防止在電池模塊14、16之間的能流通過電源模塊10到達(dá)另一個(gè)車輛部件(如電機(jī)/發(fā)電機(jī))。結(jié)構(gòu)外罩12提供了對(duì)于連接器100、102和電力切斷機(jī)構(gòu)104的容易接近以及它們的維修。
[0039]結(jié)構(gòu)電源模塊10的模塊式特性允許它為了維修或更換被除去，而不接近或否則干擾電池模塊外殼18、22內(nèi)的電池模塊14、16。參照?qǐng)D21，以流程圖示出了維修車輛的方法200。相對(duì)于圖3的車輛46上的電池組件25中的結(jié)構(gòu)電源模塊10描述了方法200。方法200從方塊202開始，從車輛除去電池組件25。這通過使電源連接器電纜脫離連接而實(shí)現(xiàn)，這些電源連接器電纜將其它車輛部件(如電機(jī))與電連接器100、102相連接。方塊202也要求將電池組件25與在圖5中示出的橫向支承軌道48和縱向支承軌道49脫開。
[0040]在方塊204中，一旦從車輛46除去電池組件25,就打開結(jié)構(gòu)電源模塊10的罩蓋38，如在圖2中示出的敞開位置(脫離)中那樣。在其它實(shí)施例中，罩蓋可以鉸接到結(jié)構(gòu)外罩12上，并且通過樞轉(zhuǎn)到敞開位置而打開。
[0041]接下來，在方塊206中，使將結(jié)構(gòu)外罩12中的電力電子器件50、52、54、56中的任一個(gè)可操作地連接到第一電池模塊14的布線以及使將電力電子器件50、52、54、56中的任一個(gè)可操作地連接到第二電池模塊16的布線脫離連接。這種布線在圖18中示出為布線電纜98。[0042]在方塊208中，通過除去緊固件39 (—個(gè)示出在圖7中)而將結(jié)構(gòu)外罩12與電池模塊外殼18、22脫開。結(jié)構(gòu)電源模塊10現(xiàn)在完全與車輛46和電池供電模塊14、16分離，如圖11所示，并且在方塊210中可被除去以便維修。
[0043]結(jié)構(gòu)電源模塊10的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它被設(shè)計(jì)成完全的集成單元，該完全的集成單元可附接到不同長度和寬度的電池模塊，并且與這些電池模塊一起工作。這使相同的結(jié)構(gòu)電源模塊10 (即，相同的結(jié)構(gòu)電源模塊10中的一種庫存(one inventory))用于多個(gè)用途(例如，在不同的車輛底盤上)。這種優(yōu)點(diǎn)表明在制造車輛的方法300中，該方法300示出在圖22的流程圖中并且針對(duì)圖18-20進(jìn)行描述。方法300從方塊302開始，提供大體相同的結(jié)構(gòu)外罩12的庫存。方塊302是選擇性的，因?yàn)閹齑婵梢杂闪硪粋€(gè)制造商提供(如結(jié)構(gòu)外罩12的制造商),而不是不同車輛46、46A、46B的制造商。接下來，在方塊304中，將結(jié)構(gòu)外罩12中的第一個(gè)安裝到第一車輛46上的橫向間隔的電池模塊外殼18、22上，以使其橫跨在電池模塊外殼18、22之間。在方塊306中，然后將安裝到第一結(jié)構(gòu)外罩12上的電力電子器件(如電力電子器件52)可操作地連接到第一電池模塊外殼18、22內(nèi)的電池模塊14、16上，在圖18中示出為利用穿過結(jié)構(gòu)外罩12連接到電池單元17的電力電纜98。
[0044]在方塊308中，將結(jié)構(gòu)外罩12中的第二個(gè)安裝到在第二車輛46A上的間隔的電池外殼18A、22A上，這些間隔的電池外殼18A、22A的僅一個(gè)在圖19的側(cè)視圖中是可見的。電池模塊外殼22A與電池模塊外殼18A間隔開,與電池模塊外殼18、22的間隔相似,并且在圖19的視圖中位于模塊外殼18A后面。注意，電池模塊外殼18A、22A比電池外殼18、22長,不出了電池模塊外殼22A。然而,結(jié)構(gòu)電源模塊10和結(jié)構(gòu)外罩12與外殼18A、22A內(nèi)的電池模塊的數(shù)量、外殼18A、22A的長度以及外殼18A、22A的寬度無關(guān)。
[0045]在方塊310中，然后將安裝到第二結(jié)構(gòu)電源模塊IOA上的電力電子器件(如電力電子器件52)可操作地連接到第二電池模塊外殼18A、22A內(nèi)的電池模塊上，在圖19中示出為利用了穿過結(jié)構(gòu)外罩12連接到電池單元17的電力電纜98。在方法300的范圍內(nèi)，結(jié)構(gòu)外罩12內(nèi)的電力電子器件可以與結(jié)構(gòu)外罩12內(nèi)的電力電子器件不同或相同。圖20示出了結(jié)構(gòu)電源模塊10，該結(jié)構(gòu)電源模塊10與又一個(gè)車輛46B相連接，該車輛46B具有比第一車輛46的電池模塊外殼18、22和第二車輛46A的電池模塊外殼18A、22A長的不同的電池模塊外殼18B、22B。
[0046]結(jié)構(gòu)外罩12允許以方便和高效的方式封裝和接近電源和控制系統(tǒng)，該電源和控制系統(tǒng)用于間隔的(例如，鞍袋形)電池模塊。結(jié)構(gòu)電源模塊10方便地設(shè)計(jì)成作為單元安裝、除去及維修，并且設(shè)計(jì)成使得它將與多種車輛底盤上的電池模塊支承外殼對(duì)接并且可以與這些電池模塊支承外殼連接。
[0047]盡管已經(jīng)詳細(xì)描述了用來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最好模式，但熟悉本本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，用來實(shí)踐本發(fā)明的各種可選擇設(shè)計(jì)和實(shí)施例落入所附的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于車輛的設(shè)備，該車輛具有在第一電池模塊外殼中的第一電池模塊以及在第二電池模塊外殼中的第二電池模塊；其中，第一電池模塊外殼和第二電池模塊外殼彼此間隔開，以在它們之間限定間隙；其中，電池模塊的控制以及向電池模塊提供電力通過電力電子器件來實(shí)現(xiàn)，該設(shè)備包括:
結(jié)構(gòu)外罩，該結(jié)構(gòu)外罩配置成附接到第一電池模塊外殼和第二電池模塊外殼兩者，同時(shí)該結(jié)構(gòu)外罩當(dāng)附接到第一電池模塊外殼和第二電池模塊外殼兩者時(shí)，橫跨第一電池模塊外殼和第二電池模塊外殼之間的間隙；并且 其中，結(jié)構(gòu)外罩配置成支承電力電子器件，并且配置成允許電力電子器件穿過結(jié)構(gòu)外罩與電池模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，電力電子器件包括:至少一個(gè)電連接器；至少一個(gè)電力切斷機(jī)構(gòu)；以及內(nèi)部電力電子器件；并且該設(shè)備還包括: 機(jī)械附件，所述機(jī)械附件由結(jié)構(gòu)外罩支承在結(jié)構(gòu)外罩的內(nèi)表面處；其中，機(jī)械附件配置成與內(nèi)部電力電子器件相附接，使得內(nèi)部電力電子器件當(dāng)與機(jī)械附件相附接時(shí)，被包圍在由外罩限定的空腔內(nèi)； 其中，結(jié)構(gòu)外罩具有至少一個(gè)外表面，在所述至少一個(gè)外表面處，結(jié)構(gòu)外罩支承空腔外部的所述至少一個(gè)電力切斷機(jī)構(gòu)和所述至少一個(gè)電連接器；并且 其中，結(jié)構(gòu)外罩具有開口，這些開口定位成使得當(dāng)所述至少一個(gè)電力切斷機(jī)構(gòu)和所述至少一個(gè)電連接器被支承在所述至少一個(gè)外表面處時(shí)，容許所述至少一個(gè)電力切斷機(jī)構(gòu)和所述至少一個(gè)電連接器穿過所述結(jié)構(gòu)外罩而可操作地連接到所述內(nèi)部電力電子器件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括: 機(jī)械附件，所述機(jī)械附件由結(jié)構(gòu)外罩支承在結(jié)構(gòu)外罩的至少一個(gè)內(nèi)表面處；其中，機(jī)械附件配置成與內(nèi)部電力電子器件相附接，使得內(nèi)部電力電子器件被包圍在由外罩限定的空腔內(nèi)； 其中，結(jié)構(gòu)外罩具有橫向間隔的第一間隔開口和第二間隔開口，第一間隔開口和第二間隔開口配置成當(dāng)結(jié)構(gòu)外罩附接到第一電池模塊外殼和第二電池模塊外殼兩者時(shí)，分別與第一電池模塊外殼和第二電池模塊外殼對(duì)準(zhǔn)，由此容許布線從內(nèi)部電力電子器件穿過第一間隔開口和第二間隔開口延伸到第一電池模塊和第二電池模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，結(jié)構(gòu)外罩包括壁和罩蓋；其中，罩蓋從敞開位置到關(guān)閉位置是可運(yùn)動(dòng)的，以便封閉空腔；其中，第一間隔開口和第二間隔開口是位于各壁中的至少一個(gè)壁的周界處的凹口 ；并且其中，當(dāng)罩蓋處于關(guān)閉位置中時(shí)，凹口被覆蓋。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，結(jié)構(gòu)外罩包括多個(gè)側(cè)部，這些側(cè)部部分地限定空腔，該空腔配置成容置電力電子器件中的至少一些電力電子器件；其中，各側(cè)部中的至少一個(gè)側(cè)部限定開口 ；并且其中，外罩還包括罩蓋，該罩蓋在開口處可操作地連接到各側(cè)部中的所述至少一個(gè)側(cè)部上，并且能從容許進(jìn)入空腔中的敞開位置和進(jìn)一步限定空腔的關(guān)閉位置運(yùn)動(dòng)，并由此當(dāng)電力電子器件中的至少一些電力電子器件由外罩支承時(shí)，將電力電子器件的所述至少一些電力電子器件包圍在空腔內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，還包括: 密封機(jī)構(gòu)，該密封機(jī)構(gòu)位于罩蓋與各側(cè)部中的所述至少一個(gè)側(cè)部之間的界面處，以便當(dāng)罩蓋處于關(guān)閉位置中時(shí)密封空腔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，結(jié)構(gòu)外罩具有緊固件開口，并且該設(shè)備還包括: 多個(gè)緊固件，所述緊固件配置成穿過緊固件開口延伸，以用于將結(jié)構(gòu)外罩附接到第一電池模塊外殼和第二電池模塊外殼兩者。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，車輛具有電池模塊支承結(jié)構(gòu)，該電池模塊支承結(jié)構(gòu)支承電池模塊；并且 其中，結(jié)構(gòu)外罩配置成當(dāng)將結(jié)構(gòu)外罩附接到電池模塊外殼時(shí)，附接到電池模塊支承結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，車輛具有縱向延伸部件；并且其中，結(jié)構(gòu)外罩形成凹口，從而當(dāng)將結(jié)構(gòu)外罩附接到電池模塊外殼時(shí)，結(jié)構(gòu)外罩在凹口處圍繞縱向延伸部件而被部分地封裝。
10.一種用于車輛的電池組件，包括: 第一電池模塊； 第一電池模塊外殼， 該第一電池模塊外殼大體包圍第一電池模塊； 第二電池模塊； 第二電池模塊外殼，該第二電池模塊外殼大體包圍第二電池模塊；其中，第一電池模塊外殼和第二電池模塊外殼彼此間隔開，以在它們之間限定間隙； 結(jié)構(gòu)外罩，該結(jié)構(gòu)外罩附接到第一電池模塊外殼和第二電池模塊外殼兩者，并且橫跨第一電池模塊外殼和第二電池模塊外殼之間的間隙； 電力電子器件，該電力電子器件配置成控制電池模塊，并且向電池模塊供給電力； 其中，外罩限定內(nèi)部空腔，并且將電力電子器件中的至少一些電力電子器件支承在內(nèi)部空腔內(nèi)；并且 其中，外罩具有開口，這些開口定位成使得電力電子器件中的所述至少一些電力電子器件穿過結(jié)構(gòu)外罩的開口可操作地連接到電池模塊。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電池組件，還包括: 電池模塊支承結(jié)構(gòu)，該電池模塊支承結(jié)構(gòu)支承電池模塊；并且 其中，結(jié)構(gòu)外罩配置成附接到電池模塊支承結(jié)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池組件，其中，電池組件用于后輪驅(qū)動(dòng)車輛，該后輪驅(qū)動(dòng)車輛具有縱向延伸的驅(qū)動(dòng)軸；其中，結(jié)構(gòu)外罩具有凹口，使得結(jié)構(gòu)外罩配置成在凹口處圍繞驅(qū)動(dòng)軸而被部分地封裝； 其中，結(jié)構(gòu)外罩具有面向后的面板，在該面向后的面板處，結(jié)構(gòu)外罩附接到電池模塊外殼；并且其中，結(jié)構(gòu)外罩具有面向底部的面板，在該面向底部的面板處，結(jié)構(gòu)外罩附接到電池模塊支承結(jié)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池組件，其中，電池組件用于具有縱向延伸的部件的車輛；并且其中，結(jié)構(gòu)外罩形成有凹口，使得結(jié)構(gòu)外罩配置成在凹口處圍繞縱向延伸的部件而能部分地封裝。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池組件，其中，在其內(nèi)具有電力電子器件中的至少一些電力電子器件的結(jié)構(gòu)外罩配置成作為整體單兀而相對(duì)于第一電池模塊外殼和第二電池模塊外殼能夠附接和除去。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池組件，其中，電力電子器件包括:內(nèi)部電力電子器件；至少一個(gè)電連接器；以及至少一個(gè)電力切斷機(jī)構(gòu)，該至少一個(gè)電連接器用來將電力提供給第一電池模塊和第二電池模塊，該至少一個(gè)電力切斷機(jī)構(gòu)用來防止通向第一電池模塊和第二電池模塊的能流；并且該電池組件還包括: 機(jī)械附件，所述機(jī)械附件被支承在結(jié)構(gòu)外罩的至少一個(gè)內(nèi)表面處，并且配置成與內(nèi)部電力電子器件相附接，使得內(nèi)部電力電子器件被包圍在內(nèi)部空腔內(nèi)； 其中，結(jié)構(gòu)外罩具有至少一個(gè)外表面，在所述至少一個(gè)外表面處，外部的所述至少一個(gè)電連接器和所述至少一個(gè)電力切斷機(jī)構(gòu)至少部分地被支承在內(nèi)部空腔的外部；并且 其中，結(jié)構(gòu)外罩具有開口，這些開口定位成容許所述至少一個(gè)電力切斷機(jī)構(gòu)和所述至少一個(gè)電連接器穿過所述結(jié)構(gòu)外罩可操作地連接到所述內(nèi)部電力電子器件。
16.一種維修車輛的方法，包括: 從車輛除去電池組件；其中，電池組件包括第一電池模塊和第二電池模塊、第一電池模塊外殼、第二電池模塊外殼以及結(jié)構(gòu)外罩，該第一電池模塊外殼大體包圍第一電池模塊，該第二電池模塊外殼大體包圍第二電池模塊，并且與第一電池模塊外殼間隔開以在它們之間限定間隙，該結(jié)構(gòu)外罩附接到第一電池模塊外殼和第二電池模塊外殼兩者，同時(shí)橫跨第一電池模塊外殼和第二電池模塊外殼之間的間隙； 將結(jié)構(gòu)外罩的罩蓋打開； 使將結(jié)構(gòu)外罩中的電力電子器件連接到第一電池模塊的布線以及將結(jié)構(gòu)外罩中的電力電子器件連接到第二電池模塊的另外的布線脫離連接；以及將結(jié)構(gòu)外罩與電池模塊脫開。
17.一種制造車輛的方法，包括: 將大體相同的結(jié)構(gòu)外罩的庫存中的第一結(jié)構(gòu)外罩安裝到第一車輛上的間隔的電池模塊外殼上，以使第一結(jié)構(gòu)外罩橫跨在第一車輛的電池模塊外殼之間； 將安裝到所述第一結(jié)構(gòu)外罩上的電力電子器件可操作地連接到第一車輛的電池模塊外殼內(nèi)的電池模塊； 將大體相同的結(jié)構(gòu)外罩的庫存中的第二結(jié)構(gòu)外罩安裝到第二車輛上的間隔的電池模塊外殼上，以使第二結(jié)構(gòu)外罩橫跨在第二車輛的電池模塊外殼之間；以及 將安裝到所述第二結(jié)構(gòu)外罩上的電力電子器件可操作地連接到第二車輛的電池模塊外殼內(nèi)的電池模塊上；其中，第一車輛的電池模塊與第二車輛的電池模塊的尺寸不同。
18.根據(jù)權(quán)利 要求17所述的方法，其中，安裝到所述第一結(jié)構(gòu)外罩上的電力電子器件與安裝到所述第二結(jié)構(gòu)外罩上的電力電子器件大體相同。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括: 提供大體相同的結(jié)構(gòu)外罩的庫存。
【文檔編號(hào)】H01M2/10GK103770611SQ201210409039
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月24日
【發(fā)明者】A·W·哈里森三世, D·姆萊茨克, S·薩賓 申請(qǐng)人:Alte動(dòng)力科技股份有限公司