被安裝到下層12的頂表面24的頂部中間支架22。下層附著件20還包括側(cè)支架26，側(cè)支架26安裝在下層12的相對(duì)兩側(cè)28的頂表面24上。如所示出的，下層附著件20包括一個(gè)頂部中間支架22和至少兩個(gè)側(cè)支架26。然而，如果下電池層12包括不同數(shù)量的下電池陣列16，則可設(shè)置額外的中間支架22。
[0039]上層附著件30包括底部托盤(pán)32，底部托盤(pán)32連接兩個(gè)上陣列18并安裝到上層14的底表面34。
[0040]在將上電池層14安裝到下電池層12時(shí)，下層附著件20和上層附著件30對(duì)齊并緊固在一起。上層附著件30和下層附著件20將下層12與上層14對(duì)齊，并在運(yùn)輸和高強(qiáng)度沖擊或任何其它情況(電池堆10可能會(huì)承受高的振動(dòng)或力)期間確保下層12與上層14保持彼此緊固。
[0041]下層附著件20和上層附著件30中的每個(gè)均具有相同的安裝印跡(footprint)40,以用于分別附著到下層12和上層14。安裝印跡40由多個(gè)緊固位置44(例如，孔、突起(Iug)或任何其它適當(dāng)?shù)木o固位置)限定。上層附著件30的安裝印跡40與下層附著件20的安裝印跡40之間的這種共通性降低了制造過(guò)程中的復(fù)雜性，并通過(guò)消除可能的裝配錯(cuò)誤而提高質(zhì)量。降低復(fù)雜性還降低了制造成本。
[0042]緊固位置44適于與緊固特征46匹配，緊固特征46限定被設(shè)置在陣列框架50上的安裝圖案48。上電池陣列和下電池陣列中的每個(gè)均設(shè)置在陣列框架50中。陣列框架50中的每個(gè)均包括一對(duì)頂部軌道52和一對(duì)底部軌道54。通過(guò)一對(duì)相對(duì)的端板56連接頂部軌道52和底部軌道54，以形成用于每個(gè)電池陣列的陣列框架50。頂部軌道52在所有陣列框架50中是通用的(common)，無(wú)論陣列框架50是用于下層12上的陣列還是用于上層14上的陣列。同樣地，底部軌道54在所有陣列框架50中是通用的。
[0043]通用的頂部軌道52和通用的底部軌道54限定通用的安裝圖案48。通過(guò)使用于下層12和上層14中的每個(gè)的頂部安裝圖案48和底部安裝圖案48相同，允許下層12和上層14中的每個(gè)的支架之間的通用性。例如，用于下層12和上層14或額外的層(如果需要的話(huà))中的每個(gè)的頂部中間支架22可相同。同樣地，底部托盤(pán)32可固定下層12和上層14中的每個(gè)的底表面34。在下層12中，底部托盤(pán)32可用于固定(例如)車(chē)輛中的電池堆10。頂部軌道52與底部軌道54的這種通用性降低了制造的復(fù)雜性，通過(guò)消除裝配錯(cuò)誤提高了質(zhì)量，并降低了制造成本。
[0044]圖3至圖5示出了簡(jiǎn)化電池堆10的裝配的方法。如圖3所示，電池單元的陣列16沿著縱向62延伸。一對(duì)下電池單元陣列16被設(shè)置為在橫向64上彼此鄰近。通過(guò)頂部中間支架22沿著相鄰的頂部軌道52經(jīng)由多個(gè)緊固件60連接下陣列16。下右側(cè)支架26和下左側(cè)支架26還在下陣列16中的每個(gè)的橫側(cè)區(qū)域66上連接到頂部軌道52。如所示出的，緊固件60是螺栓。然而，可考慮任何類(lèi)型的適宜的緊固件，包括(例如)螺釘、鉚釘或焊接件。
[0045]同樣地，電池單元的上陣列18沿著縱向延伸且在橫向64上彼此鄰近地設(shè)置。通過(guò)底部托盤(pán)32沿著陣列框架的底部軌道54經(jīng)由多個(gè)緊固件60連接上陣列18。
[0046]在通過(guò)連接下陣列16和上陣列18分別限定下層12和上層14之后，將上電池層14與下電池層12對(duì)齊,如圖4所示。雙段緊固件(second stage fastener) 70延伸通過(guò)上層14的底部軌道54和底部托盤(pán)32并延伸通過(guò)頂部中間支架22，以將上層14緊固到下層12。
[0047]在不利用在電池堆周?chē)由斓某林厍胰唛L(zhǎng)的壓板或支架的情況下，形成在上層14中的進(jìn)入口 74能使上層14緊固到下層12。進(jìn)入口 74沿著豎直方向在相鄰的電池陣列18之間延伸。如所示出的，緊固件70是扭矩螺釘。然而，可考慮任何類(lèi)型的適宜的緊固件，包括(例如)螺栓、鉚釘或焊接件。
[0048]下陣列框架50中的每個(gè)包括至少一個(gè)定位特征80。上陣列框架50中的每個(gè)包括至少一個(gè)定位構(gòu)件82，定位構(gòu)件82與相應(yīng)的下陣列框架50的定位特征80匹配。將定位特征80與定位構(gòu)件82匹配有助于上層14與下層12對(duì)齊。
[0049]如圖5所示,利用第三段緊固件(third stage fastener)90沿著橫側(cè)區(qū)域66將上層14固定到下層12。緊固件90延伸通過(guò)上層14的底部軌道54和底部托盤(pán)32并延伸通過(guò)側(cè)支架26 (如左側(cè)所示出的)，以將上層14緊固到下層12。同樣地，額外的緊固件90延伸通過(guò)上層14的底部軌道54和底部托盤(pán)32并通過(guò)右側(cè)的側(cè)支架26，以將上層14緊固到上層12。如所示出的，緊固件90是螺栓。然而，可考慮任何類(lèi)型的適宜的緊固件，包括(例如)螺釘、鉚釘或焊接件。
[0050]圖6示出了沿著圖1中的截面6-6的截面視圖，基本上地示出了底部托盤(pán)32的俯視圖。底部托盤(pán)32包括多個(gè)開(kāi)口 94，使得底部托盤(pán)32不會(huì)限制下陣列16與上電池陣列18之間氣流。例如，提供熱管理(包括冷卻和加熱)的氣流可從連接到空調(diào)系統(tǒng)的管道流到電池室中。進(jìn)入的氣流可由推進(jìn)式風(fēng)扇引導(dǎo)。流出電池室的氣流可流進(jìn)排氣管道中，氣流可被引導(dǎo)到車(chē)輛外部。排氣管道可包括抽出式風(fēng)扇以增大排氣流量。
[0051]圖6還示出了安裝印跡40，將下層12附著到上層14的安裝印跡40相同。安裝印跡40包括用于將底部托盤(pán)32連接到中間支架22和側(cè)支架26的多個(gè)連接位置。安裝印跡40包括橫側(cè)連接位置96，緊固件90延伸通過(guò)橫側(cè)連接位置96以將底部托盤(pán)32連接到側(cè)支架26。安裝印跡40還包括中部連接位置98，緊固件70延伸通過(guò)中部連接位置98以將頂部中間支架22連接到底部托盤(pán)32。連接位置可以是孔、突起或任何其它適宜的緊固位置。如之前所討論的，僅通過(guò)上層14中的進(jìn)入口 74可便可訪問(wèn)中間連接位置。
[0052]如圖3至圖5所示，頂部中間支架22具有相應(yīng)的中部連接位置98。另外，側(cè)支架26具有相應(yīng)的橫側(cè)連接位置96。上層附著件30與下層附著件20之間的這種通用性降低了制造的復(fù)雜性，并通過(guò)消除可能的裝配錯(cuò)誤而提高質(zhì)量。降低復(fù)雜性還降低了制造成本。
[0053]雖然上面已經(jīng)描述了示例性實(shí)施例，但是這些實(shí)施例并不意圖描述本發(fā)明的所有可能的形式。更進(jìn)一步，在說(shuō)明書(shū)中使用的詞語(yǔ)是說(shuō)明性詞語(yǔ)而不是限制性詞語(yǔ)，將被理解的是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以做出各種變化。另外，可以將各種正在實(shí)施中的實(shí)施例的特征相結(jié)合來(lái)形成本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電池堆，包括: 下電池層和上電池層，所述下電池層和上電池層中的每個(gè)均由至少兩個(gè)電池單元陣列形成； 一對(duì)支架，其中一個(gè)支架沿著下電池層的頂表面連接下電池單元陣列，另一個(gè)支架將上電池單元陣列連接到上電池層的底表面，并且在沒(méi)有安裝到電池堆的外表面的硬件的情況下，下電池層和上電池層通過(guò)所述一對(duì)支架固定在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池堆，其中，所述一對(duì)支架中的每個(gè)具有相同的安裝印跡，其中，所述安裝印跡被對(duì)齊以將下電池層與上電池層固定在一起，并允許下電池層與上電池層之間有氣流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池堆，其中，所述一對(duì)支架中的一個(gè)支架安裝到下電池層以定義下支架，所述下支架具有頂部中間支架和一對(duì)側(cè)支架，其中，所述頂部中間支架連接所述至少兩個(gè)下電池單元陣列，其中，所述一對(duì)側(cè)支架與所述頂部中間支架分開(kāi)并安裝到下電池層上的側(cè)部區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池堆，其中，所述頂部中間支架、右側(cè)的側(cè)支架和左側(cè)的側(cè)支架分開(kāi)，以限定下開(kāi)口，其中，上支架包括穿過(guò)其形成的多個(gè)孔，其中，下開(kāi)口與所述多個(gè)孔允許下電池層與上電池層之間有氣流。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池堆，其中，下支架被緊固到下電池層的頂表面且上支架被緊固到上電池層的底表面，其中，下支架的安裝印跡與上支架的安裝印跡相同，其中，每個(gè)安裝印跡包括多個(gè)連接位置，所述多個(gè)連接位置被對(duì)齊以連接上電池層和下電池層。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池堆，其中，所述電池堆還包括多個(gè)陣列框架，每個(gè)陣列框架罩住電池單元陣列中的一個(gè)，其中，所述每個(gè)陣列框架包括一對(duì)頂部軌道和一對(duì)底部軌道，其中，頂部軌道和底部軌道通過(guò)一對(duì)相對(duì)的端板連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池堆，其中，所述電池堆還包括多個(gè)緊固件，其中，至少一個(gè)緊固件僅延伸通過(guò)上支架和下支架上的連接位置以將上電池層連接到下電池層，使得所述至少一個(gè)緊固件部不延伸通過(guò)任何一個(gè)陣列框架。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池堆，其中，下電池單元陣列通過(guò)頂部中間支架沿著所述多個(gè)陣列框架的相鄰的頂部軌道連接，其中，上電池單元陣列通過(guò)托盤(pán)沿著所述多個(gè)陣列框架的相鄰的底部軌道連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池堆，其中，位于下方的每個(gè)陣列框架均包括至少一個(gè)定位特征，并且位于上方的每個(gè)陣列框架均包括至少一個(gè)定位構(gòu)件，所述定位構(gòu)件與相應(yīng)的位于下方的陣列框架的定位特征配合，以對(duì)齊上電池層和下電池層。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池堆，其中，下電池單元陣列通過(guò)頂部中間支架沿著陣列框架的相鄰的頂部軌道連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池堆，其中，上電池單元陣列通過(guò)托盤(pán)沿著陣列框架的相鄰的底部軌道連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池堆，其中，在上電池層中限定有進(jìn)入口，以使緊固件能夠通過(guò)進(jìn)入口出入，以緊固上支架和下支架。
【專(zhuān)利摘要】本公開(kāi)涉及一種電池組件，電池堆具有下電池層和上電池層，所述下電池層和上電池層中的每個(gè)由至少兩個(gè)電池單元陣列形成。一對(duì)支架被設(shè)置用于沿著下電池層的頂表面連接下電池單元陣列并將上電池單元陣列連接到上電池層的底表面。下電池層和上電池層通過(guò)所述一對(duì)支架而不是安裝到所述電池堆的外表面的硬件固定到一起。
【IPC分類(lèi)】H01M2-10
【公開(kāi)號(hào)】CN104576988
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410558027
【發(fā)明人】巴斯卡拉·波達(dá)卡亞拉, 托馬斯·M·鞏特爾, 若扎姆·薩勃若曼尼亞
【申請(qǐng)人】福特全球技術(shù)公司
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年10月20日
【公告號(hào)】DE102014220896A1, US20150111074