阅读说明：本技术 用于电动化车辆电池组的密封结构穿通总成 (Seal structure feedthrough assembly for an electric vehicle battery pack ) 是由 迈卡·史密斯 于 2019-06-06 设计创作，主要内容包括：本公开提供了“用于电动化车辆电池组的密封结构穿通总成”。本公开详述了电动化车辆,所述电动化车辆配备有用于在结构上加强和密封电池组的穿通总成。示例性穿通总成包括清洁侧部件和脏侧部件。所述清洁侧部件主要定位在所述电池组内部,而所述脏侧部件与所述清洁侧部件接合并延伸到所述电池组外部的位置以用于与车身底部的部件对接。所述穿通总成的密封件被定位在所述清洁侧部件与所述脏侧部件之间,并且被配置为阻止水、污垢和其他潜在污染物进入。(The present disclosure provides a "seal structure feedthrough assembly for an electrified vehicle battery pack. The present disclosure details an electrically powered vehicle equipped with a feedthrough assembly for structurally reinforcing and sealing a battery pack. An exemplary pass-through assembly includes a clean side component and a dirty side component. The clean-side member is positioned primarily inside the battery pack, while the dirty-side member engages the clean-side member and extends to a position outside the battery pack for interfacing with a member of the underbody. The seal of the pass-through assembly is positioned between the clean side component and the dirty side component and is configured to inhibit the ingress of water, dirt, and other potential contaminants.)

用于电动化车辆电池组的密封结构穿通总成

技术领域

本公开涉及用于在结构上加强和密封电气化车辆电池组的穿通总成。

背景技术

降低汽车燃料消耗和排放的需求在文献中已有大量记载。因此，已开发出降低或完全消除对内燃发动机的依赖的电气化车辆。通常，电气化车辆与常规的机动车辆不同，因为电气化车辆由一个或多个电池供电的电机选择性地驱动。相比之下，常规的机动车辆完全依赖于内燃发动机来推进车辆。

高压牵引电池组通常为电气化车辆的电机和其他电气负载供电。电池组包括诸如电池单元的多个能量存储装置，所述能量存储装置存储用于为这些电气负载供电的能量。电池单元和各种其他电池部件通常一起封装在外壳总成内部。依据相对于车辆的安装位置，电池组可能易受噪声、振动和粗糙性以及车辆撞击事件的影响。

发明内容

根据本公开的示例性方面的一种用于电池组的穿通总成尤其包括：清洁侧部件，其包括管道和从所述管道突出的第一凸缘；以及脏侧部件，其包括螺柱和从所述螺柱突出的第二凸缘。所述螺柱与所述管道的一部分接合。密封件布置在所述清洁侧部件与所述脏侧部件之间。

在前述穿通总成的另一非限制性实施例中，所述管道在第一端与第二端之间延伸，并且所述第一凸缘定位成更靠近所述第一端。

在前述穿通总成中的任一者的另一非限制性实施例中，所述清洁侧部件包括在所述第一凸缘上方延伸的肩部。

在前述穿通总成中的任一者的另一非限制性实施例中，所述脏侧部件的所述第二凸缘邻接抵靠着所述肩部。

在前述穿通总成中的任一者的另一非限制性实施例中，所述管道包括带螺纹通道，并且所述螺柱的螺纹与所述带螺纹通道接合。

在前述穿通总成中的任一者的另一非限制性实施例中，所述螺柱包括适于将所述螺柱扭转到所述管道中的驱动特征。

总成中的任一者的另一非限制性实施例中，所述密封件包括被接纳在形成于所述电池组的盖子或所述第二凸缘中的凹槽内的环形主体。

在前述穿通总成中的任一者的另一非限制性实施例中，所述密封件通过从所述第二凸缘的底面突出的倒置凸缘建立。

在前述穿通总成中的任一者的另一非限制性实施例中，所述密封件嵌入在所述第二凸缘内，并且所述密封件是单面的以用于抵靠着一个结构进行密封，或者是双面的以用于两个结构进行密封。

在前述穿通总成中的任一者的另一非限制性实施例中，所述螺柱的在所述第二凸缘下方延伸的第一部段与所述管道的所述部分接合，并且螺母被接纳在所述螺柱的第二部段上方，所述第二部段在所述第二凸缘上方延伸。

根据本公开另一个示例性方面的一种电气化车辆尤其包括：车身底部，其包括底板；电池组，其安装在所述底板下方；以及穿通总成，其包括清洁侧部件和脏侧部件。所述清洁侧部件从所述电池组内部的位置延伸并且包括至少部分地在形成于所述电池组的盖子中的第一孔内暴露的一部分。所述脏侧部件连接到所述清洁侧部件并延伸穿过形成在所述底板中的第二孔。

在前述电气化车辆的另一非限制性实施例中，所述清洁侧部件的管道通过焊珠固定到电池内部结构。

在前述电气化车辆中的任一者的另一非限制性实施例中，所述电池内部结构是定位在所述电池组的第一电池阵列与第二电池阵列之间的交叉构件。

在前述电气化车辆中的任一者的另一非限制性实施例中，所述清洁侧部件的凸缘被接纳成抵靠着所述盖子的内表面。

在前述电气化车辆中的任一者的另一非限制性实施例中，所述清洁侧部件的肩部是在所述第一孔内暴露的所述部分，并且所述肩部邻接抵靠着所述脏侧部件的凸缘。

在前述电气化车辆中的任一者的另一非限制性实施例中，所述脏侧部件的凸缘定位在所述底板的下侧与所述盖子的外表面之间。

在前述电气化车辆中的任一者的另一非限制性实施例中，所述脏侧部件的带螺纹螺柱在所述电池组内部的位置处与所述清洁侧部件的管道的带螺纹通道接合。

在前述电气化车辆中的任一者的另一非限制性实施例中，密封件定位在所述脏侧部件的凸缘与所述盖子的外表面之间。

在前述电气化车辆中的任一者的另一非限制性实施例中，所述密封件被接纳在形成于所述盖子的所述外表面或所述脏侧部件的所述凸缘中的凹槽内。

在前述电气化车辆中的任一者的另一非限制性实施例中，螺母被定位在所述脏侧部件的螺柱上方并且被接纳成抵靠着所述底板。

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(包括它们的各个方面或相应个别特征中的任一者)可以独立地或以任何组合方式进行。除非这些特征不兼容，否则结合一个实施例描述的特征适用于所有实施例。

根据以下

具体实施方式

，本公开的各种特征和优点对于本领域技术人员将变得明显。具体实施方式所附的附图可以简要描述如下。

附图说明

图1示意性地示出了电气化车辆的动力传动系统。

图2示出了可以采用图1的动力传动系统的电气化车辆。

图3示出了电气化车辆的示例性电池组。

图4示出了用于在结构上加强和密封电气化车辆的电池组的示例性穿通总成。

图5是图4的穿通总成的分解视图。

图6示出了图4和图5的穿通总成的密封件。

图7示出了形成在图4和图5的穿通总成的脏侧部件上的凹槽。

图8示出了穿通总成的示例性清洁侧部件。

图9示出了穿通总成的示例性脏侧部件。

图10示出了穿通总成的另一个示例性脏侧部件。

图11示出了穿通总成的又另一示例性脏侧部件。

具体实施方式

本公开详述了电动化车辆，所述电动化车辆配备有用于在结构上加强和密封电池组的穿通总成。示例性穿通总成包括清洁侧部件和脏侧部件。所述清洁侧部件定位在所述电池组内部，而所述脏侧部件与所述清洁侧部件接合并延伸到所述电池组外部的位置以用于与车身底部的部件对接。所述穿通总成的密封件被定位在所述清洁侧部件与所述脏侧部件之间，并且被配置为阻止水、污垢和其他潜在污染物进入。在本具体实施方式的以下段落中更详细地讨论这些和其他特征。

图1示意性地示出了电气化车辆12的动力传动系统10。在一个实施例中，电气化车辆12是电池电动车辆(BEV)。在另一个实施例中，电气化车辆12是混合动力电动车辆(HEV)或插电式混合动力电动车辆(PHEV)。因此，尽管在该实施例中未示出，但是电气化车辆12可以配备有内燃发动机，所述内燃发动机可以单独或与其他能源组合地用于推进电气化车辆12。

在所示实施例中，电气化车辆12是在无需内燃发动机的任何辅助的情况下仅通过电功率(诸如通过电机14)推进的全电动车辆。电机14可以充当电动马达、发电机或两者。电机14接收电功率并提供旋转输出扭矩。电机14可以连接到变速箱16以按预定齿轮比调整电机14的输出扭矩和转速。变速箱16通过输出轴20连接到一组驱动轮18。电压总线22通过逆变器26将电机14电连接到电池组24。电机14、变速箱16和逆变器26可以统称为变速器28。

电池组24是示例性电气化车辆电池。电池组24可以是高压牵引电池组，所述高压牵引电池组包括能够输出电功率以操作电机14和/或电气化车辆12的其他电气负载的多个电池阵列25(即，电池总成或电池单元组)。其他类型的能量存储装置和/或输出装置也可以用于为电气化车辆12供电。

电气化车辆12还配备有充电系统30以对电池组24的能量存储装置(例如，电池单元)充电。充电系统30可以包括位于电气化车辆12上和电气化车辆12外部的充电部件。充电系统30可以连接到外部电源(例如，壁装插座、充电站等)以接收和在整个电气化车辆12中分配从外部电源接收的功率。

图1的动力传动系统10是高度示意性的，而不意图限制本公开。动力传动系统10可以在本公开的范围内替代地或另外采用各种附加部件。

图2示出了可以采用图1动力传动系统10或任何其他电气化或混合动力传动系统的电气化车辆12。在一个实施例中，电气化车辆12是汽车。然而，电气化车辆12可以是汽车、卡车、货车、运动型多用途车或任何其他车辆类型。尽管在本公开的附图中示出了特定的部件关系，但是这些图示并不意图限制本公开。电气化车辆12的各种部件的放置和定向被示意性地示出并且可以在本公开的范围内变化。另外，随附于本公开的各种附图未必按比例绘制，并且可以放大或最小化一些特征以示出特定部件的某些细节。

电气化车辆12可以包括乘客舱32和位于乘客舱32后部的货舱34(例如，行李厢)。底板36将乘客舱32与车身底部38分开。电池组24可以悬挂在车身底部38上，使得它远离乘客舱32和货舱34两者。因此，电池组24不占用原本可用于运载乘客或货物的空间。电池组24可以使用任何紧固方法(包括但不限于螺栓连接、捆扎、焊接等)相对于车身底部38固定。

现在参考图2和图3，电池组24可以容纳多个电池单元40，所述电池单元存储用于为电气化车辆12的各种电气负载(诸如例如图1的电机14)供电的能量。在一个实施例中，电池组24容纳棱柱式锂离子电池。然而，在本公开的范围内可以替代地利用具有其他几何形状(圆柱形、袋状等)、其他化学物质(镍-金属氢化物、铅酸等)或两者的电池单元。电池组24可以另外容纳各种其他部件，包括但不限于总线电气中心(BEC)、电池电控模块(BECM)、线束、布线、I/O连接器等。

电池单元40可以一起分组在一个或多个电池阵列25。在一个实施例中，电池组24包括两个电池阵列25。然而，在电池组24内采用的电池单元40和电池阵列25的总数不意图限制本公开。

电池内部结构42(诸如相对刚性的交叉构件)可以定位在相邻的电池阵列25之间。电池内部结构42增加了电池组24的刚性。

外壳总成44容纳电池组24的每个电池阵列25。在一个实施例中，外壳总成44是密封外壳。外壳总成44可以包括在本公开的范围内的任何尺寸、形状和配置。

在一个实施例中，外壳总成44包括托盘46和盖子48。托盘46和盖子48配合以围绕并封闭电池阵列25。托盘46可以提供用于保持电池阵列25的开放区域50。在将电池阵列25定位在开放区域50内之后，可以将盖子48放置并密封到托盘46以封闭电池阵列25。

外壳总成44的部分可以由基于聚合物的材料制成。在一个实施例中，盖子48由基于固态聚合物的材料构成(例如，模制而成)。示例性的基于固态聚合物的材料可以包括但不限于片状模塑料(例如，玻璃纤维加强的聚酯)、聚丙烯和聚胺。托盘46或盖子48可以由本公开范围内的其他基于聚合物的材料制成。

由于电池组24的安装位置在车身底部38的底板36下方，因此电池组24可能易受噪声、振动和粗糙性以及车辆撞击事件的影响。另外，在电池组24的外壳总成44内使用基于聚合物的材料可以使得结构的硬度或强度不足以将电池组24充分地安装到车身底部38。因此，本公开提出了一种新颖的穿通总成52。穿通总成52被配置用于既在结构上加强电池组24又密封形成穿过电池组24的外壳总成44的孔或开口，以便容纳穿通总成52。

图4和图5更详细地示出了示例性穿通总成52。电池组24和电气化车辆12的部分已从图4至图5中移除，以便更好地示出穿通总成52的各种特征和功能。

穿通总成52可以包括清洁侧部件54、脏侧部件56和密封件58，所述密封件被定位成密封清洁侧部件54与脏侧部件56之间的空间。下面详细描述这些部件及其相应的功能。

清洁侧部件54是“清洁的”，因为它主要位于电池组24内部。清洁侧部件54可以包括管道60和从管道60径向向外突出的凸缘62。管道60可以包括带螺纹通道64，所述带螺纹通道从管道60的第一端66延伸到管道60的第二端68，所述第一端位于凸缘62附近，所述第二端定位成与第一端66相对。在一个实施例中，带螺纹通道64涂覆有含氟聚合物(例如，聚四氟乙烯(PTFE))。

在清洁侧部件54的安装位置中，凸缘62可以邻接抵靠着电池组24的盖子48的内表面70，并且管道60的第二端68可以固定到电池组24内部的电池内部结构42。在一个实施例中，管道60的第二端68通过焊珠72固定到电池内部结构42。焊珠72可以使用金属惰性气体(MIG)焊接技术或任何其他焊接技术形成，并且可以在管道60的第二端68与电池内部结构42之间的界面处围绕管道60的整个圆周延伸。

另外，清洁侧部件54可以在管道60的第一端66处包括肩部74。在一个实施例中，肩部74沿从凸缘62朝向电池组24的盖子48的方向延伸。清洁侧部件54的肩部74可以至少部分地暴露，且因此从形成在电池组24的盖子48中的孔76内是可见的。肩部74可以用作相对于穿通总成52的脏侧部件56的压缩限制器，并且通常保护盖子48免于过度压缩。

在一个实施例中，清洁侧部件54是冷压成型部件。然而，清洁侧部件54可以使用任何制造工艺由任何材料制成。

脏侧部件56是“脏的”，因为它主要位于电池组24外部。脏侧部件56可以包括在第一端80与第二端82之间延伸的螺柱78，和在第一端80与第二端82之间的位置处从螺柱78径向向外突出的凸缘84。螺柱78的第二端82可以包括螺纹83，所述螺纹可以***到清洁侧部件54的管道60的带螺纹通道64中，直到脏侧部件56的凸缘84邻接抵靠着清洁侧部件54的肩部74。在一个实施例中，脏侧部件56的第一端80包括用于将螺柱78扭转到管道60中的凹陷86(例如，驱动特征)。

在将电池组24安装到电气化车辆12时，螺柱78的第一端80延伸穿过形成于底板36中的孔88，并且凸缘84定位在底板36的下侧90与电池组24的盖子48的外表面92之间。螺母94可以定位在螺柱78的第一端80上方并且向下拧紧抵靠着底板36以相对于车身底部38固定穿通总成52。

在一个实施例中，脏侧部件56也是冷压成型部件。然而，脏侧部件56可以由任何材料使用任何制造工艺制成。

在一个实施例中，密封件58是自润滑的硅酮o形环密封件(参见图6的透视图)。然而，其他类型的密封件也可以适用于脏侧部件56与清洁侧部件54之间的密封。

密封件58可以包括环形主体59，所述环形主体可以被安置在形成于盖子48的外表面92中的凹槽96内。替代地，凹槽96可以形成在脏侧部件56的凸缘84中(参见图7)。在任一实施例中，凹槽96与形成在盖子48中的孔76大致同心。密封件58防止水、污垢或其他非所需碎屑通过孔76进入电池组24。在另一个实施例中，脏侧部件56的凸缘84的直径D1大于密封件58的直径D2(参见图5和图6)。

图8示出了穿通总成的另一个示例性清洁侧部件154。在该实施例中，代替完全延伸穿过管道的带螺纹通道，清洁侧部件154可以包括具有螺纹开口198的管道160，所述螺纹开口形成在管道160的第一端166和第二端168中的每一者中。因此，在该实施例中，管道160是实心圆柱体而不是空心圆柱体。

图9示出了穿通总成的另一个示例性脏侧部件156。在该实施例中，脏侧部件156的凸缘184可以包括建立穿通总成的密封件的倒置凸缘199，而不是使用单独的密封件。倒置凸缘199从凸缘184的底面197突出，并且当脏侧部件156安装到清洁侧部件时，凸缘184面向电池组24的盖子48的外表面92。一旦穿通总成相对于电池组24和车身底部38组装和定位，倒置凸缘199就可以局部地压靠在盖子48上以阻止水、污垢或其他非所需碎屑进入电池组24。

图10和图11示出了用于穿通总成的附加脏侧部件256。在这些实施例中，密封件258可以被模制而成或以其他方式嵌入在脏侧部件256的凸缘284内。密封件258可以是单面的(参见图10)以用于抵靠着电池组24的盖子48进行密封，或者可以是双面的(参见图11)以用于抵靠着电池组24的盖子48和车身底部38的底板36两者进行密封。

本公开的穿通总成提供简单的、成本有效的解决方案以在结构上加强电池组并密封形成于电池组中的任何孔以便容纳穿通总成的清洁侧部件。穿通总成内所使用的部件的成本相对较低并且易于制造，由此促进又简单又优雅的穿通解决方案。

尽管不同的非限制性实施例被示为具有特定部件或步骤，但是本公开的实施例不限于那些特定组合。有可能使用来自非限制性实施例中的任一者的部件或特征中的一些部件或特征与来自其他非限制性实施例中的任一者的特征或部件的组合。

应理解，相同的附图标记在全部若干附图中表示相应或类似的元件。应理解，尽管在这些示例性实施例中公开和示出了特定的部件布置，但是其他布置也可以受益于本公开的教导。

前面的描述应被解释为说明性的而不是任何限制意义。本领域普通技术人员将理解某些修改可以落入本公开的范围内。出于这些原因，应研究所附权利要求以确定本公开的真实范围和内容。