具体实施方式

现在将在下文中参考附图更全面地描述本发明，其中示出了本发明的某些方面。然而，本发明可以以许多不同的形式体现并且不应被解释为限于本文阐述的实施例和方面；相反，这些实施例是通过示例的方式提供的，以便本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本发明的范围。在整个描述中，相同的附图标记指代相同的元件。

应理解，本发明不限于本文所述和在附图中所示的实施例；相反，本领域技术人员应认识到在所附权利要求的范围内可以做出许多改变和修改。

如上所述，电动车辆、尤其是货物运输车辆中的电池组通常非常大且重。因此，需要一种安全高效的方式将这些电池系统安装到车架上。由于组装线的每个工位上所花费的时间有限，因此安装解决方案应当有利于组装线上的生产。

本公开包括一种紧固装置，其简化了沉重的电池组到车辆上的组装。所述紧固装置包括三个主要部件：支架；被布置成由所述支架可悬挂支撑的安装元件；以及安装带。

所述电池组具有与其附接的一个或多个安装元件，该一个或多个安装元件适于从被安装在车架上的对应支架悬出。这样，技术人员可以将沉重的电池提升到位，并将其从支架可悬挂地支撑在车架上。一旦被可悬挂地支撑，技术人员就可以无风险地继续通过将电池组压靠在支架上的安装带将电池组进一步固定到车辆。可以在将所述电池组提升到支架上之后立即组装安装带，或者可以在之后的时间点组装安装带。例如，可以使用临时安装带将所述电池组临时固定在悬挂位置，并且可以在沿着制造线的之后的工位处组装更永久的安装带，大概在已经安装了车辆与电池组之间的连接之后组装更永久的安装带。

不同类型的货物运输车辆对电池系统的功率输出和能量容量有不同的要求。用于货物运输的车辆在例如轴距尺寸、轮轴构造和负载能力方面也不同。因此，不同车型之间用于高效安装电池系统的可用空间是不同的。

本公开也包括一种模块化电池组，该模块化电池组可以适于不同的能量容量需求和车架几何形状。所提出的模块化电池系统是可扩展的，因为它包括可以视需要组装成合适的电池组组件的模块，其中电池组组件具有被构造成配合给定车架的物理尺寸，同时提供所需的电功率和能量容量。这样，可以将具体适于特定车辆的电池输送到制造工位并且以高效的方式与车辆组装在一起。所述电池组也可以被构造成包括具有用于连接到车辆的接口的单个控制单元。因而，即使车辆之间的电池尺寸改变，朝向车辆的接口也保持不变，这使得组装程序更高效。

图1示意性地示出了根据本教导的示例电池组。所述电池组100可以安装到车辆的车架上。通常，车架也称为车辆的底盘，其是机动车辆的主要支撑结构，所有其它部件都附接到车架上。下面将结合图8讨论围绕车架310建造的车辆800的一个示例。所述车架310可以包括在例如轮轴之间延伸的纵梁，所述电池组可以安装到纵梁上。

所述电池组100包括彼此相邻布置的多个模块120、121、122。所述电池组100以夹层方式构造，其中，每个模块与至少一个其它模块相邻布置。电池组中间的模块，如模块121，具有两个相邻的模块，而所述夹层结构的端部处的模块120、122自然只有一个相邻的模块。

为了向车辆800提供电功率，至少一个模块构成电能存储模块。由于模块的数量决定电能存储容量，因此假设所有模块的电压相同且并联连接，则通过选择合适的模块数量就可以获得所需的容量。为了获得更高的电压，一些模块可以串联连接。可选地，能够在模块之间的串联电连接和并联电连接之间配置公共接口组140。因而，可以经由该公共接口组简单地配置整个电池组电压。

每个模块包括被布置成面向相邻模块的相应侧壁并且提供电池组的结构完整性的第一相互对向侧壁130和第二相互对向侧壁131。位于所述夹层结构中间的模块121具有面向两个其它模块的侧壁，而端部模块120、122具有面向另一模块的一个侧壁。所述侧壁130、131由结构支撑材料制成，诸如硬塑料或金属。这种结构支撑材料使夹层结构坚固，并允许其耐受机械应力。

每个侧壁130、131包括公共接口组140，以在相邻模块120、121、122之间进行接合。下面将更详细地讨论这该共接口组。然而，应注意，该公共接口组穿过侧壁，因此位于电池组内部。这意味着该公共接口组受到保护，而不被外部物体的外部干扰影响。此外，该公共接口组不会干扰例如用于将电池组安装到车辆的紧固装置。例如，可以使用安装带而不会损坏该公共接口组。

根据多个方面，该公共接口组140包括用于电功率、电接地和用于冷却一个或多个电能存储模块的冷却介质的连接部件。这样，控制单元110经由该公共接口组连接到每个电池模块。

电池组100还包括至少一个控制单元110，其具有包括公共接口组140的侧壁。所述控制单元110还包括用于与车辆接合的车辆接口150、160。

这样，至少在电池组夹层结构中只使用一个控制单元的情况下，关于车辆只有单个接触点。不管电池组100中包括多少个模块，电功率连接、接地连接以及可能还有的冷却介质连接都通过控制单元进行接合。这简化了车辆设计，例如，因为具有不同电池容量要求的不同车辆可以具有相同的电功率布线解决方案。

应注意，所述电池组可以包括一个以上的控制单元110。

根据多个方面，所述控制单元110包括以下任一项：电池管理单元(BMU)、一个或多个熔丝、车辆电接口150以及车辆冷却介质接口160。

图2示意性地示出了电池组200，其包括至少一个中间支架210，该至少一个中间支架被布置在两个相邻模块120、121的侧壁130、131之间，以提供电池组200的更高结构完整性。该中间支架向已由所述侧壁提供的结构支撑进行进一步强化。例如，在所述侧壁由硬塑料制成的情况下，所述中间支架可以由钢或铝制成。设置在两个模块之间或在模块与控制单元110之间的中间支架210用作模块之间的接口，并且还用作结构支撑。

可选地，所述中间支架210包括用于将电池组200安装到车架的安装元件220，使得所述侧壁130、131被定向为垂直于车辆的行驶方向D。因而，所述中间支架提供了适于将电池组附接到例如车架310的纵梁的坚固安装选项。

图3a、图3b、图4a、图4b和图5示出了根据本教导的紧固装置300。一个或多个主支架320附接321到车架310。每个主支架包括接纳构件340，该接纳构件被布置成可悬挂地支撑电池组上的对应安装元件170、220。所述接纳构件可以形成为例如钩或U形突出，其被构造成接纳并保持所述安装元件上的对应突出。因而，所述接纳构件340抵消作用在安装元件上的重力，从而将其保持就位。

一旦电池已经被起重机360或类似的提升布置提升到位，即一旦其被主支架可悬挂地支撑，起重机360就可以脱离接合。为了完成组装，使用安装带350将电池组按压在主支架320上，以便确保组装。

可选地，所述主支架包括弹性元件330，诸如橡胶垫，其被构造在电池组100和主支架320之间。

图10示出了紧固装置的示例，其中使用顶部安装带350a和底部安装带350b将电池组压靠在主支架320上来确保组装，而非使用单个带覆盖整个电池组。应明白，可以通过许多不同的方式来布置一个或多个安装带350a、350b，同时仍执行将电池组压靠在主支架320上的预期功能，以确保组装。

图3a、图3b、图4a、图4b和图5示出了在使用紧固装置300将电池组100安装到车架310期间的事件序列的示例。

在图3a中，所述主支架320附接321到车架310。这种附接例如可以包括将所述主支架螺接到车架，将所述主支架铆接到车架，或者将所述主支架焊接到车架。

在图3b中，所述安装带350已经附接351到所述主支架320。可选地，所述主支架350可以是用于在制造期间将电池组临时固定到车架的临时带。所述安装带350也可以是作为最终紧固装置350的一部分的更永久的安装带。

所述安装带可以是尼龙或织物安装带，或者可以是金属安装带，诸如通常用于将燃料箱固定到车架310的安装带。所述安装带通常是已知的，本文将不详细地讨论。

图4a示出了提升设备360，诸如起重机等，其用于将包括安装元件170、220的电池组提升361到位，使得该电池组由所述主支架320的接纳构件340可悬挂地支撑。一旦被可悬挂地支撑，则所述提升设备360就可以安全地脱离接合。然后，安装技术人员可以继续组装操作，而不必担心电池组100。因而，使得能够进行高效且安全的组装过程。

图4b示出了所述安装带350被布置351成准备将电池组100、200压靠在主支架320上。

图5示出了在将电池组100、200压靠在主支架320上之后的最终结果。

总而言之，本文公开了一种用于将电池组100、200附接到车辆800的车架310的紧固装置300。所述紧固装置包括被布置成能够附接321到车架310的一个或多个主支架320。每个主支架320包括被布置成可悬挂地支撑电池组100、200的对应安装元件170、220的接纳构件340。所述紧固装置300也包括被构造成能够附接到电池组100、200的一个或多个安装元件170、220。所述紧固装置进一步包括被布置成将电池组压靠在所述一个或多个主支架320上的一个或多个安装带350、350a、350b。

应注意，可以可选地使用上文讨论的中间支架210，以加强组件。在这种情况下，所述中间支架210的安装元件220也被用于从对应的主支架接纳构件340可悬挂地支撑电池组200。

图6示出了通过所公开的紧固装置300被附接到一组主支架320的电池组100的示例。

在本文中，刚度是物体响应于所施加的力而抵抗变形的程度。互补概念是柔性或柔韧性：物体越柔，刚度越低。

参考图6，可选地，第一安装带350’的预紧或刚度与第二安装带350”的预紧或刚度不同。这允许控制第一安装带350’和第二安装带350”之间的载荷分布。

这种类型的载荷分布的一个示例包括将比第二安装带刚度更大的第一安装带350’布置成更靠近电池组100的中间点M，其中该第二安装带350”被布置成与第一安装带350’相比离中间点M更远。这样，可以在第一安装带350’和第二350”安装带之间实现更均匀的载荷分布。

图7示出了附接到车架310的电池组100的俯视图。图7也示意性地示出了电池组与车辆之间的连接710。

图8示意性地示出了包括根据本教导的紧固装置300的车辆800。一个或多个主支架被布置在车辆800的车架纵梁上的第一轮轴A1和第二轮轴A2之间，并且横向于车辆的向前方向D。

因而，图8示出了包括附接到车架310的一个或多个主支架320的车辆800。每个主支架320包括被布置成可悬挂地支撑电池组100上的对应安装元件170、220的接纳构件340。所述车辆被布置成接纳被布置成将电池组压靠在主支架上的一个或多个安装带350、350a、350b。

图9是示出方法的流程图。示出了一种用于将电池组100、200固定到车辆800的方法。该方法包括：

将一个或多个主支架320附接S1到车辆的车架310，每个主支架包括被布置成可悬挂地支撑对应安装元件170、220的接纳构件340，

获得S2包括一个或多个安装元件170、220的电池组100、200，其中，每个安装元件被布置成由主支架320的对应接纳构件340可悬挂地支撑，

通过主支架接纳构件340上的安装元件170、220悬挂S3电池组100、200，

提供S4一个或多个安装带350、350a、350b，以及

通过安装带350、350a、350b将电池组100、200压靠S6在主支架320上，由此将电池组固定到车架310。

上文结合图3a、图3b、图4a、图4b和图5例证了这种将电池组组装到车辆800的方法。在这些图中示出了相关的方法部分。

应明白，安装带350、350a、350b可以被以多种不同的方式布置，从而将电池组100、200压靠在主支架320上。在图10中示出了一种这样的选项，其中使用顶部安装带350a和底部安装带350b来代替在整个电池组上延伸的安装带350。也可以有其它的安装带构造。

根据一些方面，该方法包括提供S41第一安装带350’，所述第一安装带350’的预紧或刚度与第二安装带350”的预紧或刚度不同，由此允许控制在第一安装带和第二安装带之间的载荷分布。

根据一些其它方面，该方法包括将第一安装带350’构造S5为具有比第二安装带350”的刚度更大的刚度，其中该第一安装带350’被布置成更靠近电池组100、200的中间点M，该第二安装带350”被布置成离中间点M更远。

上文结合图6讨论了具有可变刚度和/或预紧的安装带。