電池組排氣總成及方法
【專利摘要】一種示例總成，除了別的以外包括，各自與電池陣列相關(guān)聯(lián)的多個(gè)排氣室?？偝蛇M(jìn)一步包括排氣導(dǎo)管，該排氣導(dǎo)管設(shè)置在多個(gè)排氣室上以從多個(gè)排氣室接收排放的流體。
【專利說明】
電池組排氣總成及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明針對(duì)電動(dòng)車輛的電池組內(nèi)的電池單元的排氣。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，電動(dòng)車輛與傳統(tǒng)的機(jī)動(dòng)車輛不同，因?yàn)殡妱?dòng)車輛可以使用一個(gè)或多個(gè)電池供電的電機(jī)選擇性地驅(qū)動(dòng)。相比之下，傳統(tǒng)的機(jī)動(dòng)車輛完全由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。代替內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)或除內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)之外，電機(jī)可以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車輛。示例電動(dòng)車輛包括全電動(dòng)車輛、混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(HEV)、插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(PHEV)、燃料電池車輛和純電動(dòng)車輛(BEV)。[0003 ]電動(dòng)車輛的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)典型地包括電池組，電池組具有儲(chǔ)存用于電機(jī)的電力的電池單元。不時(shí)地，電池單元的內(nèi)部內(nèi)的氣體可能不合需要地膨脹。電池單元包括排氣孔以在需要的情況下允許膨脹氣體從內(nèi)部逸出。在移動(dòng)通過排氣孔之后，膨脹氣體被導(dǎo)向車輛的外部。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的一種總成，除了別的以外包括，各自與電池陣列相關(guān)聯(lián)的多個(gè)排氣室。排氣導(dǎo)管設(shè)置在多個(gè)排氣室上。排氣導(dǎo)管從多個(gè)排氣室接收排放的流體。
[0005]在前述總成的又一非限制性實(shí)施例中，排氣導(dǎo)管沿著排氣導(dǎo)管軸線縱向地延伸，并且排氣室沿著橫向于排氣導(dǎo)管軸線的各個(gè)排氣室軸線縱向地延伸。
[0006]在任意前述總成的又一非限制性實(shí)施例中，多個(gè)排氣室被向電池陣列偏置，并且排氣導(dǎo)管被分別向排氣室偏置。
[0007]在任意前述總成的又一非限制性實(shí)施例中，總成包括對(duì)應(yīng)于多個(gè)排氣室的面向上開口的排氣導(dǎo)管的面向下開口。
[0008]在任意前述總成的又一非限制性實(shí)施例中，總成包括面向下開口的周邊和面向上開口的周邊之間的密封件。
[0009]在任意前述總成的又一非限制性實(shí)施例中，排氣導(dǎo)管是由固定到蓋板的通道件所提供。
[0010]在任意前述總成的又一非限制性實(shí)施例中，通道件被固定到蓋板的面向下表面。
[0011]在任意前述總成的又一非限制性實(shí)施例中，通道件包含底板和從底板的相對(duì)橫向側(cè)延伸的壁。面向下開口在底板內(nèi)。
[0012]在任意前述總成的又一非限制性實(shí)施例中，通道件是成形的金屬件。
[0013]在任意前述總成的又一非限制性實(shí)施例中，通道件被焊接到蓋板。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例性方面的一種總成，除了別的以外包括，各自與電池陣列相關(guān)聯(lián)的多個(gè)排氣室。總成進(jìn)一步包括排氣導(dǎo)管，該排氣導(dǎo)管被向多個(gè)排氣室偏置以從多個(gè)排氣室接收排放的流體。
[0015]在前述總成的又一非限制性實(shí)施例中，排氣導(dǎo)管沿著排氣導(dǎo)管軸線縱向地延伸，并且排氣室沿著橫向于排氣導(dǎo)管軸線的各個(gè)排氣室軸線縱向地延伸。
[0016]在任意前述總成的又一非限制性實(shí)施例中，排氣導(dǎo)管被設(shè)置在排氣室的頂部上。
[0017]在任意前述總成的又一非限制性實(shí)施例中，總成包括對(duì)應(yīng)于多個(gè)排氣室的面向上開口的排氣導(dǎo)管的面向下開口。
[0018]在任意前述總成的又一非限制性實(shí)施例中，排氣導(dǎo)管由固定到蓋板的面向下表面的通道件所提供。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的又一示例性方面的一種方法，除了別的以外包括，將從電池單元排放的流體傳送到排氣室、將流體從排氣室傳送到排氣導(dǎo)管、和將排氣導(dǎo)管偏置為抵靠排氣室。
[0020]在前述方法的又一非限制性實(shí)施例中，方法包括將排氣室偏置為抵靠電池單元。
[0021]在任意前述方法的又一非限制性實(shí)施例中，方法包括將排氣導(dǎo)管、排氣室、和電池單元向冷卻板偏置。
[0022]在任意前述方法的又一非限制性實(shí)施例中，方法包括在第一方向上沿著排氣室的長度傳送流體、將流體向上傳送到排氣導(dǎo)管、和在橫向于第一方向的第二方向上沿著排氣導(dǎo)管的長度傳送流體。
[0023]在任意前述方法的又一非限制性實(shí)施例中，偏置是在第一方向上，并且從排氣室到導(dǎo)管的流體傳送是在與第一方向相反的第二方向上。
[0024]前述段落、權(quán)利要求、或下面的附圖和說明書中的實(shí)施例、示例和替代物，包括任何它們的各種方面或各自單獨(dú)的特征，可以獨(dú)立地或以任何組合使用。與一個(gè)實(shí)施例結(jié)合描述的特征適用于所有實(shí)施例，除非這些特征是不相容的。
【附圖說明】
[0025]從【具體實(shí)施方式】中，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本公開的示例的各種特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。伴隨【具體實(shí)施方式】的附圖可以簡要描述如下:
[0026I圖1示出了示例電動(dòng)車輛的示意圖；
[0027]圖2示出了來自圖1的電動(dòng)車輛的電池組的局部示意、透視圖；
[0028]圖3示出了圖2的電池組的局部分解圖；
[0029]圖4示出了圖2的電池組的一部分的另一個(gè)局部分解圖；
[0030]圖5示出了來自圖2的電池組的電池單元的透視圖；
[0031]圖6示出了來自圖2的電池組的陣列排氣室的透視圖；
[0032]圖7示出了來自圖2的電池組的排氣導(dǎo)管的一部分的透視圖；
[0033]圖8示出了圖2的電池組的蓋板的面向下表面；
[0034]圖9示出了在圖8中線9-9處的透視截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]本發(fā)明總體上涉及沿著排氣路徑將流體從電池單元的內(nèi)部排出。在示例實(shí)施例中，排氣路徑使用相對(duì)較少的部件提供。
[0036]參照?qǐng)D1，示例電動(dòng)車輛10包括用來為電機(jī)18供電的電池組14。車輛10進(jìn)一步包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)22。
[0037]電機(jī)18或發(fā)動(dòng)機(jī)22選擇性地驅(qū)動(dòng)車輛10的車輪28。電機(jī)18接收來自電池組14的電力并將電力轉(zhuǎn)換為扭矩來驅(qū)動(dòng)車輪28。
[0038]周期性地，來自電池組14的膨脹氣體可能需要排出。車輛10包括用于將這些氣體從電池組14排放到車輛10外部的位置的軟管H。
[0039]示例車輛10是混合動(dòng)力電動(dòng)車輛。在混合動(dòng)力電動(dòng)示例中，電機(jī)18可以選擇性地作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行以給電池組14再充電。在其它示例中，車輛10是全電動(dòng)車輛。
[0040]電機(jī)18可以包括馬達(dá)和單獨(dú)的發(fā)電機(jī)或結(jié)合的馬達(dá)-發(fā)電機(jī)。
[0041]在示例電動(dòng)車輛10中，電池組14安裝到第二排座椅下方的承載地板。
[0042]現(xiàn)在參照?qǐng)D2至5，示例電池組14包括單獨(dú)的電池單元34的多個(gè)陣列30。電池組14的陣列30沿著電池組軸線Abp定位。電池組14可以進(jìn)一步包括總線電氣中心(BEC)和電池電子控制模塊(BECM)(未示出)。
[0043]每個(gè)陣列30的電池單元34沿著各自的電池陣列軸線^至六6設(shè)置。在本示例中，電池單元34是鋰離子電池。
[0044I電池組14進(jìn)一步包括結(jié)構(gòu)板，比如端板38、側(cè)板42、冷卻板46、和蓋板50。結(jié)構(gòu)板和電池單元34設(shè)置在冷卻板46上。
[0045]例如，端板38可以用機(jī)械緊固件連接到側(cè)板42。連接件保持端板38相對(duì)于彼此的位置。陣列30可以沿著電池組軸線Abp在端板38之間被壓縮。陣列30可以沿著各自的電池陣列軸線Ai至A6在側(cè)板42之間被壓縮。
[0046]示例電池組14通過傳送穿過冷卻板46的液體冷卻劑來冷卻。液體冷卻劑從冷卻劑源移動(dòng)穿過進(jìn)口 52到冷卻板46內(nèi)的冷卻劑路徑。液體冷卻劑循環(huán)穿過冷卻劑路徑以從單元34和其它結(jié)構(gòu)吸收熱能。液體冷卻劑隨后在出口 56離開冷卻板46。
[0047]冷卻板46是熱交換器的一種類型。在其它示例中，除了冷卻板46以外的熱交換器也可以使用。
[0048]蓋板50被朝向冷卻板46向下偏置以將電池單元34壓縮抵靠冷卻板46。機(jī)械緊固件60可以用來使蓋板50將向下的偏置力施加于電池單元34上。
[0049]電池單元34包括排氣口64。排氣口 64在電池組14的正常操作過程中被膜66覆蓋。周期性地，電池單元34內(nèi)的氣體可能膨脹并且需要排放。在本示例中，電池單元34內(nèi)的這些氣體的膨脹迫使膜66打開，提供用于氣體從電池單元34的內(nèi)部移出的開放路徑。
[0050]示例電池組14沿著排氣路徑傳送已經(jīng)穿過排氣口 64的氣體以將那些氣體移動(dòng)到車輛1外部的位置。在本示例中，排氣路徑包括陣列排氣室80、排氣導(dǎo)管84、和軟管88。
[0051 ]電池組14包括各自與各個(gè)電池陣列30相關(guān)聯(lián)的多個(gè)陣列排氣室80。排氣室80定位在電池陣列30的頂上并且覆蓋各個(gè)電池陣列30的電池單元34內(nèi)的排氣口 64。
[0052]排氣導(dǎo)管84設(shè)置在陣列排氣室80的頂上并且沿著電池組14的長度延伸。示例排氣導(dǎo)管84與電池組14的每個(gè)陣列排氣室80相連接。排氣導(dǎo)管84由蓋板50和固定到蓋板50的面向下表面94的通道件92所提供。
[0053]從電池單元34排放的流體穿過排氣口64進(jìn)入各個(gè)電池陣列30的陣列排氣室80和電池單元34之間設(shè)置的開放區(qū)域中。流體隨后移動(dòng)到排氣導(dǎo)管84，其將排放的流體傳送到軟管H。流體隨后穿過軟管H到車輛1的艙室的外部位置。
[0054]現(xiàn)在參照?qǐng)D6至9并繼續(xù)參照?qǐng)D2至4，通道件92包括底板96、側(cè)壁98a、端壁98b、和凸緣100。側(cè)壁98a從底板96向上延伸到凸緣100。端壁98b從底板96向上延伸到凸緣100。例如，通道件92可以是沖壓的金屬件。在其它示例中，通道件92是金屬鑄造件，聚合物材料件。
[0055]凸緣100被固定到蓋板50以相對(duì)于蓋板50保持通道件92。在一些示例中，凸緣100被點(diǎn)焊到蓋板50。在其它示例中，通道件92被粘合地結(jié)合到蓋板50。
[0056]在將通道件92固定到蓋板50之前，或與將通道件92固定到蓋板50—起，密封件可以被添加在凸緣100和蓋板50的連接區(qū)域。密封件阻擋流體穿過凸緣100和蓋板50的連接區(qū)域。
[0057]通道件92的底板96包括與由多個(gè)排氣室80提供的面向上開口112對(duì)應(yīng)的面向下開口 108。來自陣列排氣室80內(nèi)的氣流穿過開口 108和112移動(dòng)到排氣導(dǎo)管84。值得注意的是，由于排氣導(dǎo)管84設(shè)置在陣列排氣室80上，氣流向上移動(dòng)穿過開口 108和112。排放的流體流隨后從排氣導(dǎo)管84移動(dòng)到軟管H，在軟管H處流體被傳送到車輛10的外部。
[0058]密封件116可以被放置在面向下開口 108的周邊和面向上開口 112的周邊之間以限制氣流穿過這個(gè)界面。在本示例中，面向下開口的周邊包括用來容納密封件116的突起區(qū)域120。
[0059]當(dāng)電池組14被裝配時(shí)，通道件92和陣列排氣室80被夾在蓋板50和電池單元34之間。由于蓋板50通過機(jī)械緊固件72固定，排氣導(dǎo)管84被壓縮抵靠陣列排氣室80，這有助于開口 108的區(qū)域中的排氣導(dǎo)管84和陣列排氣室80之間的密封關(guān)系。
[0060]排氣室80沿著與電池陣列30的軸線41至々6對(duì)齊的各個(gè)軸線延伸。排氣導(dǎo)管84沿著與軸線Abp對(duì)齊、但橫向于軸線^至^的排氣導(dǎo)管軸線縱向延伸。在本示例中，排氣導(dǎo)管軸線垂直于軸線Ai至A6。
[0061]所公開的示例的特征包括相比現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)利用相對(duì)較少數(shù)量部件的排氣總成和方法。這提供了用于將流體從電池單元有效地排放到車輛艙室外部的位置的相對(duì)低成本的總成?？偝蓽p少了排放所需的部件，這便于在車輛內(nèi)垂直地封裝總成。排氣導(dǎo)管由具有頂部帽型結(jié)構(gòu)的通道件結(jié)構(gòu)至少部分地提供。單個(gè)通道件可以從多個(gè)不同的陣列排氣室接收流體。
[0062]實(shí)質(zhì)上，前面的描述是示例性的而不是限制性的。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，不必脫離本公開的實(shí)質(zhì)的對(duì)本公開示例的變化和修改將變得顯而易見。因此，給予本公開的法律保護(hù)的范圍僅能通過研究下面的權(quán)利要求來確定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種總成，包含: 多個(gè)排氣室，所述多個(gè)排氣室各自與電池陣列相關(guān)聯(lián)；以及 排氣導(dǎo)管，所述排氣導(dǎo)管設(shè)置在所述多個(gè)排氣室上以從所述多個(gè)排氣室接收排放的流體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的總成，其中所述排氣導(dǎo)管沿著排氣導(dǎo)管軸線縱向地延伸，并且所述排氣室沿著橫向于所述排氣導(dǎo)管軸線的各個(gè)排氣室軸線縱向地延伸。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的總成，其中所述多個(gè)排氣室被向所述電池陣列偏置，并且所述排氣導(dǎo)管被分別向所述排氣室偏置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的總成，進(jìn)一步包含對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)排氣室的面向上開口的所述排氣導(dǎo)管的面向下開口。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的總成，進(jìn)一步包含所述面向下開口的周邊和所述面向上開口的周邊之間的密封件。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的總成，其中所述排氣導(dǎo)管是由固定到蓋板的通道件所提供。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的總成，其中所述通道件被固定到所述蓋板的面向下表面。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的總成，其中所述通道件包含底板和從所述底板的相對(duì)橫向側(cè)延伸的壁，所述面向下開口在所述底板內(nèi)。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的總成，其中所述通道件是成形的金屬件。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的總成，其中所述通道件被焊接到所述蓋板。
【文檔編號(hào)】H01M2/12GK105826503SQ201510970276
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年12月22日
【發(fā)明人】阿西夫·伊克巴爾, 丹尼爾·米勒, 阿迪·佩施克斯, 詹姆斯·勞倫斯·索伊什
【申請(qǐng)人】福特全球技術(shù)公司