用于電動車輛的無蓋電池總成的制作方法
【專利摘要】根據本公開的一示例性方面，一種電動車輛除了其它方面以外包括底板以及安裝于底板下側的電池總成。該電池總成包括敞開的頂部，以使底板充當電池總成的蓋。
【專利說明】
用于電動車輛的無蓋電池總成
技術領域
[0001]本公開涉及一種用于電動車輛的電池總成。該電池總成是無蓋的，并且因此包括敞開的頂部。該電池總成可以安裝在車輛底板的下側，以使底板覆蓋敞開的頂部，以便提供具有減小的整體重量的總成。
【背景技術】
[0002]減少汽車燃油消耗和排放的需求是眾所周知的。因此，正在開發要么減少要么完全消除對內燃發動機的依賴的車輛。電動車輛是以此為目的開發的一種類型的車輛。通常，電動車輛與傳統機動車輛不同是由于它們選擇性地由一個或多個電池供電的電機來驅動。與之相比，傳統機動車輛僅僅依靠內燃發動機來驅動車輛。
[0003]高電壓電池組用于向電動車輛的電機提供動力。高電壓電池組典型地包括多個電池陣列，該電池陣列包括多個相互連接的電池單元和與電動車輛連接所需的各種電子部件。傳統上，高電壓電池組安裝于電動車輛的乘客艙、貨艙或底部區域，并且因此會占據大量本應可用于承載乘客或貨物的空間。
【發明內容】
[0004]根據本公開的一示例性方面，一種電動車輛除了其它方面以外包括底板以及直接安裝于底板下側的電池總成。該電池總成包括敞開的頂部，以使底板充當電池總成的蓋。
[0005]在上述電動車輛的進一步非限制性實施例中，電池總成安裝于遠離乘客艙的位置，該乘客艙位于底板上與電池總成相對的一側。
[0006]在上述任一電動車輛的進一步非限制性實施例中，電池總成是高電壓電池總成。
[0007]在上述任一電動車輛的進一步非限制性實施例中，電池總成安裝于底板的安裝區域，該安裝區域具有與電池總成的托盤的頂部凸緣形狀匹配的形狀。
[0008]在上述任一電動車輛的進一步非限制性實施例中，在電池總成和底板之間設置有密封件。
[0009]在上述任一電動車輛的進一步非限制性實施例中，底板包括至少一個定位螺柱，該定位螺柱用于相對于底板定位電池總成。
[0010]在上述任一電動車輛的進一步非限制性實施例中，通道門是可移動的，以暴露電池總成的內部部件。
[0011]在上述任一電動車輛的進一步非限制性實施例中，電池總成包括定位在托盤中的至少一個電池陣列。
[0012]在上述任一電動車輛的進一步非限制性實施例中，電池總成包括具有頂部凸緣的托盤，該頂部凸緣帶有多個安裝開口。
[0013]在上述任一電動車輛的進一步非限制性實施例中，電池陣列從頂部凸緣凹進托盤內。
[0014]根據本公開的另一示例性方面，一種方法除了其它方面以外包括將包括敞開的頂部的高電壓電池總成直接安裝于電動車輛的底板下側，以使底板覆蓋電池總成的內部部件。
[0015]在上述方法的進一步非限制性實施例中，內部部件包括電池陣列和電池電子器件中的至少一個。
[0016]在上述任一方法的進一步非限制性實施例中，方法包括通過底板的通道門接近內部部件。
[0017]在上述任一方法的進一步非限制性實施例中，方法包括在安裝步驟之前移除高電壓電池總成的臨時蓋。
[0018]在上述任一方法的進一步非限制性實施例中，安裝步驟包括使用底板的至少一個定位螺柱將高電壓電池總成與底板對齊。
[0019]根據本公開提供的另一示例性方面，一種電動車輛除了其它方面以外包括底板；直接安裝于底板的下側的電池總成，該電池總成包括敞開的頂部以使底板適于覆蓋電池總成；以及密封件，該密封件夾在電池總成的頂部凸緣與底板的下側之間。
[0020]在上述電動車輛的進一步非限制性實施例中，電動車輛包含電池陣列，該電池陣列在從頂部凸緣凹進的位置接收在電池總成的托盤內。
[0021 ]在上述任一電動車輛的進一步非限制性實施例中，電池陣列包括小于托盤的整體高度的高度。
[0022]在上述任一電動車輛的進一步非限制性實施例中，底板包括至少一個定位螺柱，該定位螺柱配置用于相對于底板定位電池總成。
[0023]在上述任一電動車輛的進一步非限制性實施例中，至少一個定位螺柱穿過頂部凸緣的開口被接收。
[0024]可以單獨或以任意組合得到前述段落、權利要求書或【具體實施方式】及附圖的實施例、示例和替代物，包括任何它們的各個方面或各自的特征。結合一個實施例描述的特征可以適用于所有實施例，除非這樣的特征是不兼容的。
[0025]通過以下【具體實施方式】，對本領域的技術人員來說，本發明的各種特征和優點將變得顯而易見。伴隨【具體實施方式】的附圖可以簡單描述如下。
【附圖說明】
[0026]圖1示意性地說明了電動車輛；
[0027]圖2說明了可以用于電動車輛內的電池總成；
[0028]圖3是穿過電池組的橫截面視圖；
[0029]圖4、5和6示意性地說明了電池總成安裝到電動車輛的底板；
[0030]圖7說明了用于維修而接近已經安裝至底板的電池總成的內部部件的通道門；
[0031]圖8說明了用于將電池總成相對于底板定位的定位部件。
【具體實施方式】
[0032]本公開說明了用于電動車輛的示例性電池總成。該電池總成安裝于電動車輛底板的下側。該電池總成包括敞開的頂部，以使一旦電池總成被安裝至底板，底板就覆蓋電池總成的內部部件。使用底板來覆蓋電池總成敞開的頂部減輕了電池總成的整體重量，從而增加了可用封裝空間的量。這些和其他特征將在本公開以下的段落中進行詳細說明。
[0033]圖1示意性地說明了電動車輛10。在一個非限制性實施例中，電動車輛是混合動力電動車輛(HEV)。然而，本公開不限于HEV，并且可以擴展至其他類型的電動車輛，包括但不限于插電式混合動力電動車輛(PHEV)和純電動車輛(BEV)。電動車輛10在一個非限制性實施例中還被描述成小汽車。然而，卡車、小汽車、大篷貨車或任何其他類型的車輛可以受益于本公開的指導。另外，雖然圖1說明了示例部件關系，但該說明并非旨在限制該公開。換句話說，電動車輛各種部件的布置和定位可以從一個車輛變化為另一個。
[0034]示例性電動車輛10包括動力傳動系統，該動力傳動系統可以包括發動機12和電機
14。發動機12和電機14可以被用作用于電動車輛10的可用驅動源，其中發動機12可以是內燃發動機，電機14可以是馬達、發電機或組合的馬達/發電機。例如，發動機12和/或電機14可以產生扭矩以驅動電動車輛10的一組或多組車輛驅動輪15。高電壓電池總成16可以電力地為電機14提供動力。
[0035]此外，電動車輛10包括乘客艙18和乘客艙18后面的貨物區域19。底板20將乘客艙18與行駛表面22分離。電池總成16可以安裝至底板20，以使其遠離乘客艙18和貨物區域19。電池總成16因此不占用本應可用于承載乘客或貨物的空間。在一個實施例中，電池總成16安裝于底板20上位于電動車輛10駕駛員側座椅21下方的位置。然而，也可以預期其他安裝位置。
[0036]空隙C可以延伸在電池總成16和行駛表面22之間。該空隙C必須包括足夠量的空間以防止電池總成16隨著電動車輛10沿著行駛表面22行進而降至最低點。行駛表面22可以任何各種各樣的行駛表面。通常包括容納于托盤和蓋內的電池組的現有技術電池總成由于其相對大的整體重量而面臨封裝的挑戰。
[0037]圖2和3說明了示例性電池總成16。電池總成16可以包括托盤24，該托盤24具有底壁26和從底壁26向上伸出的側壁28。頂部凸緣32圍繞托盤24從每一個側壁28延伸。頂部凸緣提供用于安裝電池總成16的安裝表面。
[0038]一個或更多電池陣列34可以被接收在托盤24中。在一個實施例中，電池陣列34抵靠底壁26定位，并且設置在側壁28之間。電池陣列34包括多個電池單元，該多個電池單元并行堆疊以形成電池陣列34(例如，見圖3)。此外，電池總成16可以包括安裝于托盤24內的各種電池電子器件36。連接件38可以從托盤24的一個或更多側壁28延伸。連接件18適用于將電池總成16的冷卻或電力線路(未示出)連接至電動車輛的部件，例如電動馬達等。
[0039]電池總成16的托盤24包括敞開的頂部30。換句話說，電池總成16在最后組裝至車輛之前是無蓋的。在一個實施例中，頂部凸緣32限定敞開的頂部30。如下進一步所述，電池總成16的內部部件(例如電池陣列34、電池電子器件36等)在電池總成16固定至電動車輛的底板之如是暴露的。
[0040]圖3是電池總成16的橫截面圖。在這個實施例中，電池總成16包括兩個電池陣列34。然而，電池總成16可以使用更多或更少數量的電池陣列34。每個電池陣列34包括多個電池單元40，該多個電池單元40并行堆疊(到圖3中向頁面內)以形成電池陣列34的電池單元堆。
[0041 ]電池總成16包括從托盤24的頂部凸緣32延伸至底壁36的整體高度Hl。由于電池總成16不包括固定至托盤24的任何蓋，所以電池總成16的整體高度Hl相比于現有技術電池總成是大體上減小的。
[0042]電池陣列34定位在托盤24內部。在一個實施例中，電池陣列34從托盤24的頂部凸緣34凹進。例如，每個電池陣列34可以包括低于電池總成16整體高度Hl的高度H2。這種凹進的配置在電池陣列34和電池總成16內部和外部的其他部件之間提供了足夠的封裝空隙。
[0043]在一非限制性實施例中，電池總成16選擇性地包括臨時蓋60(以虛線示出)。臨時蓋60可以可移動地固定至托盤24的頂部凸緣32，以容納電池總成16的內部部件。如果提供，在將電池總成16安裝至車輛之前移走臨時蓋60。
[0044]圖4、5和6示意性地說明了電池總成16安裝到電動車輛10的底板20。在一個實施例中，電池總成16安裝于地盤20的下側42。可以使用任何緊固方法將電池總成16固定至底板20，包括但不限于螺柱連接、捆扎、焊接等。
[0045]在一個實施例中，電池總成16安裝于底板20的安裝區域70。安裝區域70包括與電池總成16的托盤24的頂部凸緣32形狀匹配的形狀。安裝區域70從而提供大體平整、均勻的表面，用于將電池總成16固定且密封至底板20。
[0046]電池總成16的托盤24的頂部凸緣32可以包括多個開口44(圖6中最佳顯示)。開口44配置用于接收用于將電池總成16安裝至底板20的緊固件46。開口 44和用于將電池總成16安裝至底板20的緊固件46的數量并非旨在限制本公開。
[0047]在另一實施例中，在托盤24的頂部凸緣32和底板20之間設置有密封件14(見圖4)。密封件48阻止水氣進入電池總成16。任何種類的密封件都可以被用于密封電池總成16和底板20之間的連接。
[0048]電池總成16可以在安裝至底板20之后要求檢修。相應地，如圖7所示，底板20可以包括一個或更多用于為電池總成16的內部部件52提供入口的通道門50。在一個實施例中，每個通道門50可相對于底板20移動，以暴露內部部件52。例如，通道門50可以鉸接于底板20，或者可以可滑進底板20的袋狀部中。在另一實施例中，通道門50可從底板20完全移除，以暴露內部部件52。內部部件52除了其他部分以外可以包括電池陣列34、電池電子器件36、配線、連接件和/或任何內部部件。在可替換的實施例中，整個電池總成16可以通過將電池總成16從底板20上拆下或卸下來進行維修。
[0049]圖8說明了可以提供用于簡化電池總成16安裝到底板20的附加部件。在一個實施例中，底板20可以包括從底板20的下側42突出的定位螺柱54。定位螺柱54可以被用于將電池總成16恰當地定位至底板20。例如，定位螺柱54可以穿過開口 44被接收在托盤24的頂部凸緣32中，以便在安裝過程中相對于底板20恰當地定位電池總成16。
[0050]盡管將不同的非限制性實施例描述為具有特定的部件或步驟，但本發明的實施例并不限于那些特定的組合。結合來自任一非限制性實施例的一些部件或特征使用來自任一其它非限制性實施例的特征或部件是可行的。
[0051]應該理解的是，相同的附圖標記標識多個附圖中的對應的或相似的元件。應該理解的是，盡管在這些示例性實施例中公開并描述了特定部件布置，但其它布置也可以從本發明的教導中得到益處。
[0052]前述說明書應該被理解為說明性的而沒有任何限制性意義。所屬領域的技術人員將要理解，在本發明的范圍內可以發生特定修改。由于這些理由，應當通過研究下方的權利要求書來確定本發明的真實范圍和主題。
【主權項】
1.一種電動車輛，包含: 底板；以及 電池總成，所述電池總成被安裝于所述底板下側，所述電池總成包括敞開的頂部，以使所述底板充當所述電池總成的蓋。2.根據權利要求1所述的電動車輛，其中所述電池總成被安裝于遠離乘客艙的位置，所述乘客艙位于所述底板上與所述電池總成相對的一側。3.根據權利要求1所述的電動車輛，其中所述電池總成是高電壓電池總成。4.根據權利要求1所述的電動車輛，其中所述電池總成被安裝于所述底板的安裝區域，所述安裝區域具有與所述電池總成的托盤的頂部凸緣形狀匹配的形狀。5.根據權利要求1所述的電動車輛，包含設置在所述電池總成和所述底板之間的密封件。6.根據權利要求1所述的電動車輛，其中所述底板包括至少一個定位螺柱，所述定位螺柱用于相對于所述底板定位所述電池總成。7.根據權利要求1所述的電動車輛，包含通道門，所述通道門可移動以暴露所述電池總成的內部部件。8.根據權利要求1所述的電動車輛，其中所述電池總成包括定位在托盤中的至少一個電池陣列。9.根據權利要求1所述的電動車輛，其中所述電池總成包括具有頂部凸緣的托盤，所述頂部凸緣帶有多個安裝開口。10.根據權利要求9所述的電動車輛，包含從所述頂部凸緣凹進所述托盤內的電池陣列。
【文檔編號】H01M2/10GK105938882SQ201610114618
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月1日
【發明人】丹尼爾·米勒, 戴夫·莫斯凱特
【申請人】福特全球技術公司