牵引电池包电子器件支撑板和电子器件支撑方法与流程

牵引电池包电子器件支撑板和电子器件支撑方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2022年3月23日提交的美国临时申请号63/322766的优先权，所述美国临时申请通过引用并入本文。
技术领域
3.本公开总体上涉及一种牵引电池包总成，并且更具体地涉及固定所述牵引电池包总成的一个或多个电子器件模块。


背景技术：

4.电动化车辆不同于常规机动车辆，因为电动化车辆包括具有一个或多个电机的传动系。作为内燃发动机的替代或补充，电机可驱动电动化车辆。牵引电池包总成可以为电机供电。电动化车辆的牵引电池包总成可以包括以一个或多个电池阵列布置的电芯组。


技术实现要素：

5.在一些方面中，本文描述的技术涉及一种牵引电池包总成，所述牵引电池包总成包括：多个电芯；外壳托盘；外壳盖，所述外壳盖固定到外壳托盘以提供容纳所述多个电芯的内部区域；以及电子器件支撑板，所述电子器件支撑板由所述外壳盖支撑。
6.在一些方面中，本文描述的技术涉及一种牵引电池包总成，所述牵引电池包总成还包括支撑在所述电子器件支撑板上的至少一个电子器件模块。
7.在一些方面中，本文描述的技术涉及一种牵引电池包总成，其中所述至少一个电子器件模块包括电池能量控制模块。
8.在一些方面中，本文描述的技术涉及一种牵引电池包总成，所述电子器件支撑板悬置在所述外壳盖上。
9.在一些方面中，本文描述的技术涉及一种牵引电池包总成，其还包括相对于所述外壳盖固定所述电子器件支撑板的多个机械紧固件。
10.在一些方面中，本文描述的技术涉及一种牵引电池包总成，其还包括直接固定到所述外壳盖的多个支架，所述多个机械紧固件与所述多个支架中的相应支架接合以相对于所述外壳盖固定所述电子器件支撑板。
11.在一些方面中，本文描述的技术涉及一种牵引电池包总成，其中所述多个支架固定到所述外壳盖的水平朝向表面。
12.在一些方面中，本文描述的技术涉及一种牵引电池包总成，其中所述外壳盖在围绕内部区域周向地连续延伸的界面处直接固定到所述外壳托盘。
13.在一些方面中，本文描述的技术涉及一种牵引电池包总成，其中所述电子器件支撑板在所述多个电芯的竖直上方。
14.在一些方面中，本文描述的技术涉及一种牵引电池包总成，其中所述电子器件支撑板与所述多个电芯间隔开一定的距离。
15.在一些方面中，本文描述的技术涉及一种牵引电池包总成，其还包括接达面板，所述接达面板被配置为阻挡接达开口，所述接达开口提供对多个紧固件的接达，所述多个紧固件将所述电子器件支撑板固定到所述外壳盖。
16.在一些方面中，本文描述的技术涉及一种牵引电池包总成，其中所述外壳托盘包括多个侧壁，所述多个电芯由所述侧壁压缩。
17.在一些方面中，本文描述的技术涉及一种牵引电池电子器件支撑方法，所述牵引电池电子器件支撑方法包括：将牵引电池包的多个电芯定位在所述牵引电池包的外壳托盘内；将至少一个电子器件模块电连接到所述牵引电池包的其他部件；以及在所述连接之后，将所述电子器件支撑板固定到所述牵引电池包的外壳盖，所述电子器件支撑板支撑所述至少一个电子器件模块。
18.在一些方面中，本文描述的技术涉及一种牵引电池电子器件支撑方法，所述牵引电池电子器件支撑方法还包括在所述连接之后且在将所述电子器件支撑板固定到所述外壳盖之前，将所述外壳盖直接固定到所述外壳托盘。
19.在一些方面中，本文描述的技术涉及一种牵引电池包电子器件支撑方法，其中所述外壳盖固定到所述外壳托盘以提供内部区域，所述外壳盖在围绕所述内部区域周向地连续延伸的界面处直接固定到所述外壳托盘。
20.在一些方面中，本文描述的技术涉及一种牵引电池电子器件支撑方法，其还包括使用多个支架和多个机械紧固件将所述电子器件支撑板固定到所述外壳盖，所述多个机械紧固件在所述固定期间接达通过所述外壳盖中的接达开口。
21.在一些方面中，本文描述的技术涉及一种牵引电池电子器件支撑方法，所述牵引电池电子器件支撑方法还包括在所述固定之后用接达面板关闭所述接达开口。
22.在一些方面中，本文描述的技术涉及一种牵引电池电子器件支撑方法，其中在所述固定之后，所述电子器件支撑板悬置在所述外壳盖上。
23.在一些方面中，本文描述的技术涉及一种牵引电池电子器件支撑方法，其中所述电子器件支撑板固定在所述多个电芯竖直上方的位置处并与所述多个电芯间隔开一定的距离。
24.在一些方面中，本文描述的技术涉及一种牵引电池电子器件支撑方法，其中所述外壳托盘包括多个侧壁，所述多个电芯由所述侧壁压缩。
25.可以独立地或以任何组合方式采用前述段落、权利要求或以下描述和附图的实施例、示例和替代方案，包括它们的各种方面或相应各个特征中的任一者。结合一个实施例描述的特征适用于所有实施例，除非此类特征是不兼容的。
附图说明
26.根据具体实施方式，所公开的示例的各种特征和优点对于本领域技术人员而言将变得显而易见。随附于具体实施方式的附图可简要地描述如下：
27.图1示出了具有牵引电池包总成的电动化车辆的侧视图。
28.图2示出了根据本公开的示例性实施例的图1的牵引电池包总成的展开视图。
29.图3示出了来自图2的牵引电池包总成的电芯矩阵和外壳托盘。
30.图4示出了来自图3的电芯矩阵的电芯堆。
31.图5示出了在组装时牵引电池包总成的一部分的侧视图。
32.图6示出了图5所示的牵引电池包总成的部分的截面图。
具体实施方式
33.本公开详细描述了具有提供内部区域的外壳的示例性牵引电池包总成。电芯和电子器件模块可以与其他部件一起保持在内部区域内。电芯可以用于为电机供电。
34.具体地，本公开详细描述了与将电子器件模块保持在外壳内部有关的示例性系统和方法。在一个示例中，电子器件模块可以固定在其中电子器件模块悬置在外壳的一部分上的位置中。
35.参考图1，电动化车辆10包括牵引电池包总成14、电机18和车轮22。牵引电池包总成14为电机18供电，所述电机可以将电力转换为扭矩以驱动车轮22。牵引电池包总成14可以是相对高压电池。
36.在示例性实施例中，牵引电池包总成14固定到电动化车辆10的车身底部26。在其他示例中，牵引电池包总成14可以位于电动化车辆10的其他地方。
37.电动化车辆10是纯电动车辆。在其他示例中，电动化车辆10是混合动力电动车辆，其选择性地使用由内燃发动机(作为电机的替代补充)提供的扭矩来驱动车轮。一般而言，电动化车辆10可以是具有牵引电池包的任何类型的车辆。
38.现在参考图2和图3，牵引电池包总成14包括保持在外壳总成34内的多个电芯30。在示例性实施例中，外壳总成34包括外壳盖38和外壳托盘42。外壳盖38固定到外壳托盘42，以提供容纳多个电芯30的内部区域44。
39.多个电池电芯(或简称为“电芯”)30用于向电动化车辆10的各种部件供应电力。电芯30相对于彼此并排堆叠以构造电芯堆46，所述电芯堆并排定位以提供电芯矩阵50。在该示例中，每个电芯堆46包括八个单独的电芯30，并且电芯矩阵50包括四个电芯堆46。
40.尽管在本公开的各个图中示出了特定数量的电芯30和电芯堆46，但是牵引电池包总成14可以包括任何数量的电芯30和电芯堆46。换句话说，本公开并不限于图2和图3所示的电芯30的具体配置。
41.在实施例中，电芯30是棱柱形锂离子电芯。然而，在本公开的范围内，可以可替代地利用具有其他几何形状(圆柱形、袋状等)和/或化学性质(镍-金属氢化物、铅酸等)的电芯。
42.在该示例中，外壳托盘42包括相对于彼此布置的底板54和多个侧壁56以提供电芯压缩开口60。例如，底板54和侧壁56可以通过焊接连接在一起，或者可以由一块金属板冲压而成。
43.在组装牵引电池包总成14时，外壳盖38可以在围绕内部区域44周向地连续延伸的界面62处固定到外壳托盘42。机械紧固件64可以用于将外壳盖38固定到外壳托盘42。
44.在组装牵引电池包总成14时，电芯矩阵50定位在电芯压缩开口60内。示例性外壳托盘42包括一个电芯压缩开口60，但是应当理解，本公开扩展到提供一个或多个电芯压缩开口的结构总成。外壳盖38可以覆盖电芯压缩开口60内的电芯矩阵50，以基本上从所有侧面包围电芯30。
45.当电芯矩阵50被接纳在电芯压缩开口60内时，外壳托盘42压缩并保持电芯矩阵
50。在该示例中，当电芯矩阵50定位在电芯压缩开口60内时，侧壁56向电芯矩阵50施加力。
46.在本公开中，为了将电芯矩阵50插入到电芯压缩开口60中，电芯矩阵50首先被压缩，并且在被压缩时移动到电芯压缩开口60中的适当位置。
47.图4示意性地示出了向电池包46中的一者的相对端施加的压缩力fc。压缩力fc实质性挤压电池包46内的电芯30，由此将电池包46和各个电芯30压缩到减缩厚度。在施加压缩力fc时，电池包46通过向下的力fd(其也示意性地示出于图4中)插入到相应的电芯压缩开口60。
48.在该示例中，向下的力fd直接施加到电芯30中的一者或多者。在另一个示例中，可以向至少一个支撑板施加向下的力fd，所述至少一个支撑板例如布置在电池包46的相对端处。此类板不是电芯，而是形成为板并作为举例由塑料或金属材料制成的结构。
49.虽然术语“向下”在本文中被使用来描述向下的力fd，但是应当理解，术语“向下”在本文中也被使用来指代倾向于将电池包46压入电芯压缩开口中的所有力。具体地，术语“向下”是指基本上垂直于压缩力fc的所有力，而不管所述力是否真正是在“向下”的方向上。例如，本公开扩展到在侧向上压缩并插入到电芯压缩开口中的电池包。
50.电池包46可以被单独地压缩并插入电芯压缩开口60中。在另一个示例中，整个电芯矩阵50被压缩并插入到电芯压缩开口60中。如图3所示，在这样的示例中，其他压缩力f
x
可以将电池包46压缩在一起以插入电芯压缩开口中。fx可以是跨多个电芯或在一个或多个支撑板上分布的载荷。力f
x
垂直于力fc。力f
x
与力fc一起施加。然后施加力fd以将整个电芯矩阵50移动到电芯压缩开口60中。
51.在该示例中，电芯压缩开口60的整个周边由外壳托盘42的侧壁56限定。侧壁56可以围绕电芯30的整个周边向电芯施加压缩力。侧壁56用作压缩并紧密地保持电芯矩阵50的刚性环型结构。
52.示例性实施例中的这种配置可以被认为是电芯-电池包(ctp)型电池包，其不同于已知的电池包类型，所述已知的电池包类型具有保持电芯阵列的外壳，所述电芯阵列被压缩在与外壳的壁间隔开的板之间，并且其中所述外壳不压缩任何电芯。
53.现在参考图5和图6并继续参考图2至图4，除了容纳电芯30之外，外壳总成34的内部区域44还容纳各种电子器件和电子器件模块。容纳在内部区域44内的示例性电子器件模块66是用于电池系统控制以及内部和外部通信的电池能量控制模块(becm)。另一个示例性电子器件模块66可以由总线电气中心(bec)用于接触器控制、熔断器支撑和电流测量。
54.在示例性实施例中，电子器件支撑板70用于将电子器件模块66支撑在内部区域44内。值得注意的是，电子器件支撑板70由外壳盖38支撑。具体地，示例性电子器件支撑板70经由多个支架74和多个机械紧固件78(诸如螺纹紧固件)悬置在外壳盖38上。
55.区域44内，电子器件支撑板70由外壳盖38支撑在电子器件支撑板70在电芯矩阵50的竖直上方并与其间隔开距离d的位置处。因此，电子器件模块66被支撑在位于电芯矩阵50的竖直上方并与其间隔开一定距离的位置处。
56.电子器件模块66经由一个或多个电连接件82电连接到牵引电池包总成14的其他部件。值得注意的是，在示例性实施例中，在将电子器件支撑板70固定到外壳盖38之前建立电连接件82中的至少一些。在将电子器件支撑板70固定到外壳盖38之前，也可以将外壳盖38固定到外壳托盘42。电子器件模块66可以固定到电子器件支撑板70并放置到电芯30上，
包括与电芯30和支撑板70的通电部分的分离，或者替代地，在支撑板70的底部上包括绝缘材料。在固定电气连接件82中的至少一些之后，可以将盖34放置在支撑板70和电子器件模块66上方。
57.在该示例中，外壳盖38包括接达开口86。当外壳盖38固定到外壳托盘42时，操作员可以通过接达开口86来固定多个机械紧固件78。
58.当不再需要接达机械紧固件78时，可以使用接达面板90来阻挡接达开口86。机械紧固件92可以用于将接达面板90固定到外壳盖38。接达面板90沿着沿水平面设置的界面与外壳盖38对接。在另一个示例中，界面相对于水平面成角度，使得界面和接达面板90是倾斜的。
59.因此，组装牵引电池包总成14的示例性方法通常可以包括将电芯矩阵50定位在外壳托盘42内。接下来，电子器件模块66和电子器件支撑板70可以定位在电芯矩阵50附近，使得电子器件模块66可以电连接到牵引电池包总成14的其他部件。在连接期间，电子器件支撑板70可以直接搁置在电芯矩阵50上。
60.在电连接电子器件模块66之后，可以将外壳盖38固定到外壳托盘42。然后，当外壳盖38固定到外壳托盘42时，操作员可以通过外壳盖38中的接达开口86达及扭矩工具，使用扭矩工具旋转机械紧固件78以将电子器件支撑板70固定到支架74并因此固定到外壳盖38。
61.在该示例中，外壳盖38包括凸出区域94或凸块。当机械紧固件78被固定时，电子器件支撑板70和电子器件模块66被向上拉动到凸出区域94中。这将支撑板70从电芯30升高到盖34，从而形成间隔距离d。在该示例中，支架74固定到外壳盖38的水平朝向表面96。这种定位可以帮助为操作员提供间隙以固定机械紧固件78。
62.在机械紧固件78与支架74接合之后，操作员可以通过使用机械紧固件92将接达面板90紧固到外壳盖38来关闭接达开口86。
63.先前描述在本质上是示例性的而非限制性的。对所公开的示例作出的变化和修改对于本领域技术人员而言可能变得显而易见，所述变化和修改不一定脱离本公开的本质。因此，只能通过研究所附权利要求来确定赋予本公开的保护范围。

技术特征：
1.一种牵引电池包总成，其包括：多个电芯；外壳托盘；外壳盖，所述外壳盖固定到外壳托盘以提供容纳所述多个电芯的内部区域；以及电子器件支撑板，所述电子器件支撑板由所述外壳盖支撑。2.根据权利要求1所述的牵引电池包总成，其还包括支撑在所述电子器件支撑板上的至少一个电子器件模块，其中所述至少一个电子器件模块包括电池能量控制模块。3.根据权利要求1所述的牵引电池包总成，其中所述电子器件支撑板悬置在所述外壳盖上。4.根据权利要求1所述的牵引电池包总成，其还包括相对于所述外壳盖固定所述电子器件支撑板的多个机械紧固件，并且任选地还包括直接固定到所述外壳盖的多个支架，所述多个机械紧固件与所述多个支架中的相应支架接合以相对于所述外壳盖固定所述电子器件支撑板。5.根据权利要求4所述的牵引电池包总成，其中所述多个支架固定到所述外壳盖的水平朝向表面。6.根据权利要求1所述的牵引电池包总成，其中所述外壳盖在围绕所述内部区域周向地连续延伸的界面处直接固定到所述外壳托盘。7.如权利要求1所述的牵引电池包总成，其中所述电子器件支撑板在所述多个电芯的竖直上方，并且任选地其中所述电子器件支撑板与所述多个电芯间隔开一定的距离。8.如权利要求1所述的牵引电池包总成，其还包括接达面板，所述接达面板被配置为阻挡接达开口，所述接达开口提供对多个紧固件的接达，所述多个紧固件将所述电子器件支撑板固定到所述外壳盖。9.如权利要求1所述的牵引电池包总成，其中所述外壳托盘包括多个侧壁，所述多个电芯由所述侧壁压缩。10.一种牵引电池电子器件支撑方法，其包括：将牵引电池包的多个电芯定位在所述牵引电池包的外壳托盘内；将至少一个电子器件模块电连接到所述牵引电池包的其他部件；以及在所述连接之后，将所述电子器件支撑板固定到所述牵引电池包的外壳盖，所述电子器件支撑板支撑所述至少一个电子器件模块。11.根据权利要求10所述的牵引电池电子器件支撑方法，其还包括在所述连接之后且在将所述电子器件支撑板固定到所述外壳盖之前，将所述外壳盖直接固定到所述外壳托盘，并且任选地其中所述外壳盖固定到所述外壳托盘以提供内部区域，所述外壳盖在围绕所述内部区域周向地连续延伸的界面处直接固定到所述外壳托盘。12.根据权利要求10所述的牵引电池电子器件支撑方法，其还包括使用多个支架和多个机械紧固件将所述电子器件支撑板固定到所述外壳盖，所述多个机械紧固件在所述固定期间接达通过所述外壳盖中的接达开口，并且任选地其还包括在所述固定之后用接达面板关闭所述接达开口。13.根据权利要求10所述的牵引电池电子器件支撑方法，其中在所述固定之后，所述电子器件支撑板悬置在所述外壳盖上。
14.根据权利要求10所述的牵引电池电子器件支撑方法，其中所述电子器件支撑板固定在所述多个电芯竖直上方的位置处并与所述多个电芯间隔开一定的距离。15.根据权利要求10所述的牵引电池电子器件支撑方法，其中所述外壳托盘包括多个侧壁，所述多个电芯由所述侧壁压缩。

技术总结
本公开提供了“牵引电池包电子器件支撑板和电子器件支撑方法”。一种牵引电池包总成包括：多个电芯；外壳托盘；外壳盖，所述外壳盖固定到外壳托盘以提供容纳所述多个电芯的内部区域；以及电子器件支撑板，所述电子器件支撑板由所述外壳盖支撑。一种牵引电池电子器件支撑方法包括将牵引电池包的电芯定位在所述牵引电池包的外壳托盘内，将至少一个电子器件模块电连接到所述牵引电池包的其他部件。在所述连接之后，所述方法包括将电子器件支撑板固定到所述牵引电池包的外壳盖。所述电子器件支撑板支撑所述至少一个电子器件模块。板支撑所述至少一个电子器件模块。板支撑所述至少一个电子器件模块。


技术研发人员：张哲春 帕特里克
受保护的技术使用者：福特全球技术公司
技术研发日：2023.03.09
技术公布日：2023/9/25