高壓電池的電池單元端子連接的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及用于協(xié)助促進(jìn)車輛中所使用的高壓電池的電池單元端子之間電連接的電池單元定向。
【背景技術(shù)】
[0002]諸如電池電動(dòng)車輛(BEVs)、插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(PHEVs)、輕度混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(MHEVs)或全混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(FHEVs)的車輛可包含儲能裝置，諸如高壓(HV)電池，以作為車輛的推進(jìn)源。高壓電池可包括用于協(xié)助管理車輛的性能和操作的部件和系統(tǒng)。高壓電池可包括電池單元端子之間電互連的一個(gè)或更多個(gè)電池單元陣列和互連匯流條。高壓電池和周圍環(huán)境可包括用于協(xié)助管理高壓電池部件、系統(tǒng)以及各個(gè)電池單元的溫度的熱管理系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]牽引電池總成包括間隔開的第一陣列和第二陣列，并且每個(gè)陣列具有多個(gè)棱柱型電池單元，每個(gè)棱柱型電池單元在面向另一陣列的電池單元的面上具有正極端子和負(fù)極端子。電池單元按照傾斜堆定向，使得第一陣列中至少一個(gè)電池單元的端子與第二陣列中兩個(gè)不同電池單元的極性相反的端子對準(zhǔn)。所述總成還可包括支撐和定向電池單元的框架，使得電池單元陣列以方向相對且相反地等同的角度傾斜，以便于第一陣列中至少一個(gè)電池單元的端子與第二陣列中兩個(gè)不同電池單元的極性相反的端子對準(zhǔn)，其中，所述角度是基于每個(gè)電池單元的寬度和長度的。正極端子和負(fù)極端子可限定為大致平坦的接觸表面。所述框架可被構(gòu)造為對每個(gè)陣列施加橫向壓緊力，使得對準(zhǔn)的正極端子和負(fù)極端子至少部分地彼此接觸。端子可以是至少部分地延伸通過由各個(gè)電池單元的各個(gè)上面和下面限定的平面。接線片可被連接在一起。在陣列中相反的縱向末端的至少一個(gè)正極端子和至少一個(gè)負(fù)極端子可以與線束或電輸出導(dǎo)體電連接。第一陣列中至少一個(gè)電池單元可以以第一角度傾斜，且第二陣列中兩個(gè)不同的電池單元以第二角度傾斜。相對于豎直軸線的第一角度和第二角度的度數(shù)可以是基于電池單元寬度和電池單元長度的。
[0004]牽引電池總成包括第一陣列和第二陣列，每個(gè)陣列具有正極端子和負(fù)極端子面向相對的陣列的多個(gè)電池單元。第一陣列中的電池單元的正極端子位于電池單元側(cè)面的上部，第二陣列中的電池單元的負(fù)極端子位于電池單元側(cè)面的上部。所述總成還包括將兩陣列的電池單元按照相對的傾斜方向定向的框架，從而第一陣列的一些正極端子與第二陣列的一些負(fù)極端子對準(zhǔn)。多個(gè)板可被熔融在彼此對準(zhǔn)的各個(gè)正極端子和負(fù)極端子之間。所述總成可以不包括匯流條模塊?？蚣芸砂ㄏ鄬Φ目v向組件，其被構(gòu)造為將夾緊載荷沿第一方向施加到第一陣列且將夾緊載荷沿第二方向施加到第二陣列。該夾緊載荷可使得彼此對準(zhǔn)的各個(gè)正極端子和負(fù)極端子至少部分地彼此接觸。兩陣列的電池單元的傾斜方向可以是基于電池單元的寬度和長度的，使得第一陣列中的至少一個(gè)電池單元的端子與第二陣列中的兩個(gè)不同電池單元的極性相反的端子對準(zhǔn)。電池單元可以是棱柱型電池單元。每個(gè)電池單元的正極端子和負(fù)極端子可僅位于電池單元的一個(gè)面上。插頭連接件和插座連接件可分別容納端子，使得當(dāng)各個(gè)插頭連接件和插座連接件配合時(shí)極性相反的端子電連接。端子可以是至少部分地延伸通過由各個(gè)電池單元的各個(gè)上表面和下表面限定的平面的接線片，并且接線片可被超聲波焊接在一起。
[0005]牽引電池總成包括多個(gè)電池單元，每個(gè)電池單元包括由端部隔開的相對的兩正面，并且正極端子從端部延伸且正極端子翻折以部分地覆蓋兩正面中的一個(gè)正面。多個(gè)電池單元還可包括從端部延伸的負(fù)極端子且負(fù)極端子翻折以部分地覆蓋兩正面中的另一個(gè)正面。多個(gè)電池單元被堆疊，使得至少一個(gè)正極端子與一個(gè)負(fù)極端子對準(zhǔn)?？蚣芸芍坞姵貑卧?，且包括縱向端板，縱向端板被構(gòu)造為向電池單元施加相對的縱向壓緊力，使得正極端子與相鄰電池單元的對應(yīng)的負(fù)極端子接觸。電池單元可以是袋狀電池且端子可以是箔片端子。電池單元可以是棱柱型電池，且正面可包括金屬殼體和用于正面的被對應(yīng)的端子部分地覆蓋下的每個(gè)部分的電絕緣組件。
【附圖說明】
[0006]圖1是電池電動(dòng)車輛的示意性圖示；
[0007]圖2是用于圖1中車輛的牽引電池的熱管理系統(tǒng)的一部分的立體圖；
[0008]圖3是牽引電池的一部分的局部立體圖，示出了便于電池單元端子對準(zhǔn)的匯流條模塊的示例；
[0009]圖4是包括兩個(gè)電池單元陣列的牽引電池總成的一部分的立體圖，電池單元陣列具有按照傾斜堆定向且端子互相面對的多個(gè)電池單元；
[0010]圖5是圖4中的傾斜堆中的一個(gè)電池單元的立體圖；
[0011]圖6A是圖4中的一個(gè)電池單元陣列的一部分的側(cè)視圖；
[0012]圖6B是圖4中的另一個(gè)電池單元陣列的一部分的側(cè)視圖；
[0013]圖6C是圖4中的電池單元陣列的所述部分的說明性的側(cè)視圖；
[0014]圖6D是圖6C的剖視圖；
[0015]圖7A是圖4中牽引電池總成的所述部分的俯視圖；
[0016]圖7B是圖4中一個(gè)電池單元的側(cè)視圖，示出了計(jì)算圖4中傾斜堆中的電池單元的定向角度所使用的尺寸；
[0017]圖7C是圖4中兩個(gè)電池單元的說明性的側(cè)視圖，示出了圖4中傾斜堆中的電池單元的定向角度和尺寸的示例；
[0018]圖8A是具有端子接線片(terminal tab)的電池單元的立體圖；
[0019]圖8B是按照傾斜堆定向的具有端子接線片的電池單元的立體圖，端子接線片彼此面對；
[0020]圖8C是配合前的兩個(gè)端子接線片和兩個(gè)連接件的說明性的平面圖；
[0021]圖8D是示出圖8C中的兩個(gè)端子接線片和兩個(gè)連接件的說明性的平面圖，示出了配合的連接件；
[0022]圖9是另一個(gè)牽引電池總成的一部分的立體圖，另一個(gè)牽引電池總成包括具有多個(gè)電池單元的電池單元陣列；
[0023]圖10是圖9中兩個(gè)電池單元的立體圖，示出了箔片端子翻折以部分地覆蓋各個(gè)電池單元的相對的面；
[0024]圖11是圖9中的牽引電池總成的一部分的俯視圖；
[0025]圖12是另兩個(gè)電池單元的立體圖，示出了端子接線片翻折以部分地覆蓋各個(gè)電池單元的相對的面。
【具體實(shí)施方式】
[0026]在此描述本公開的實(shí)施例。然而，應(yīng)理解的是，公開的實(shí)施例僅為示例并且其它實(shí)施例可以采用多種和替代的形式。附圖不一定按比例繪制；可夸大或最小化一些特征以示出特定部件的細(xì)節(jié)。因此，在此所公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為限制，而僅作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以多種形式使用本實(shí)施例的代表性基礎(chǔ)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，參照任一附圖示出和描述的各種特征可與在一個(gè)或更多個(gè)其它附圖中示出的特征相組合，以產(chǎn)生未明顯示出或描述的實(shí)施例。示出的特征的組合為典型應(yīng)用提供代表性實(shí)施例。然而，對于特定應(yīng)用或?qū)嵤?，與本公開的教導(dǎo)一致的特征的各種組合和修改會是令人滿意的。
[0027]圖1示出了插電式混合動(dòng)力車輛(PHEV)的示例的示意圖。車輛12可包括機(jī)械地連接到混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置16的一個(gè)或更多個(gè)電機(jī)14。電機(jī)14能夠作為馬達(dá)或發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置16可機(jī)械地連接到發(fā)動(dòng)機(jī)18。混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置16還可機(jī)械地連接到驅(qū)動(dòng)軸20，驅(qū)動(dòng)軸20機(jī)械地連接到車輪22。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)18打開或關(guān)閉時(shí)，電機(jī)14可提供推進(jìn)能力和減速能力。電機(jī)14還可用作發(fā)電機(jī)，并且通過回收在摩擦制動(dòng)系統(tǒng)中正常情況下將作為熱損失掉的能量而提供燃料經(jīng)濟(jì)效益。由于混合動(dòng)力電動(dòng)車輛12可在特定狀況下按照電動(dòng)模式或混合動(dòng)力模式運(yùn)轉(zhuǎn)以降低車輛12的總?cè)剂舷?，因此電機(jī)14還可提供減少的污染物排放。
[0028]牽引電池或電池組24儲存并提供可以被電機(jī)14使用的能量。牽引電池24通常從牽引電池24內(nèi)的一個(gè)或更多個(gè)電池單元陣列(有時(shí)被稱為電池單元堆)提供高壓直流輸出。電池單元陣列可包括一個(gè)或更多個(gè)電池單元。牽引電池24通過一個(gè)或更多個(gè)接觸器(未示出)電連接到一個(gè)或更多個(gè)電力電子模塊26。所述一個(gè)或更多個(gè)接觸器在斷開時(shí)使?fàn)恳姵?4與其他組件隔離，并在閉合時(shí)將牽引電池24連接到其他組件。電力電子模塊26還電連接到電機(jī)14，并且在牽引電池24和電機(jī)14之間提供雙向傳輸電能的能力。例如，典型的牽引電池24可以提供直流電壓，而電機(jī)14可能需要三相交流電壓來運(yùn)轉(zhuǎn)。電力電子模塊26可將直流電壓轉(zhuǎn)換為電機(jī)14所需的三相交流電壓。在再生模式下，電力電子模塊26可以將來自用作發(fā)電機(jī)的電機(jī)14的三相交流電壓轉(zhuǎn)換為牽引電池24所需的直流電壓。這里的描述同樣適用于純電動(dòng)車輛。對于純電動(dòng)車輛，混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置16可是連接至電機(jī)14的齒輪箱并且可不存在發(fā)動(dòng)機(jī)18。
[0029]牽引電池24除了為推進(jìn)提供能量，還為其他車輛電氣系統(tǒng)提供能量。典型的系統(tǒng)可包括DC/DC轉(zhuǎn)換器模塊28，DC/DC轉(zhuǎn)換器模塊28將牽引電池24的高壓直流電輸出轉(zhuǎn)換為與其他車輛負(fù)載兼容的低壓直流電供應(yīng)。其他高電壓負(fù)載(例如，壓縮機(jī)和電加熱器)可直接連接到高電壓而不使用DC/DC轉(zhuǎn)換器模塊28。在典型的車輛中，低電壓系統(tǒng)電連接到輔助電池30 (例如，12V電池)。
[0030]電池電子控制模塊(BECM) 33可與牽引電池24通信。所述BECM 33可用作牽引電池