具体实施方式

本公开详述了用于电动化车辆中的示例性电池组设计。一种示例性电池组可包括：外壳总成；一个或多个电池阵列，所述一个或多个电池阵列容纳在所述外壳总成内；第一电池内部部件(例如，阵列保持装置、热交换器板、托盘等)，所述第一电池内部部件与所述电池阵列相邻；安装支架，所述安装支架安装到所述第一电池内部部件；以及第二电池内部部件(例如，配电系统的线束)，所述第二电池内部部件通过所述安装支架升高到所述第一电池内部部件上方。在本具体实施方式的以下段落中更详细地讨论了这些和其他特征。

图1示意性地示出了用于电动化车辆12的动力传动系统10。尽管被描绘为混合动力电动车辆(HEV)，但应当理解，本文描述的概念不限于HEV并且可扩展到其他电动化车辆，包括但不限于插电式混合动力电动车辆(PHEV)、电池电动车辆(BEV)、燃料电池车辆等。

在实施例中，动力传动系统10是采用第一驱动系统和第二驱动系统的动力分流动力传动系统。第一驱动系统包括发动机14和发电机18(即，第一电机)的组合。第二驱动系统至少包括马达22(即，第二电机)、发电机18和电池组24。在该示例中，第二驱动系统被认为是动力传动系统10的电驱动系统。第一驱动系统和第二驱动系统各自能够生成扭矩以驱动电动化车辆12的一组或多组车辆驱动轮28。尽管图1中描绘了动力分流配置，但本公开扩展到任何混合动力或电动车辆，包括强混合动力车辆、并联式混合动力车辆、串联式混合动力车辆、轻度混合动力车辆或微型混合动力车辆。

可作为内燃发动机的发动机14与发电机18可以通过动力传递单元30(诸如行星齿轮组)连接。当然，可使用其他类型的动力传递单元(包括其他齿轮组和变速器)将发动机14连接到发电机18。在非限制性实施例中，动力传递单元30是行星齿轮组，所述行星齿轮组包括环形齿轮32、中心齿轮34和齿轮架总成36。

发电机18可由发动机14通过动力传递单元30来驱动，以将动能转化成电能。发电机18可替代地用作马达，以将电能转换为动能，从而向连接到动力传递单元30的轴38输出扭矩。因为发电机18可操作地连接到发动机14，所以发动机14的转速可由发电机18控制。

动力传递单元30的环形齿轮32可连接到轴40，所述轴通过第二动力传递单元44连接到车辆驱动轮28。第二动力传递单元44可包括具有多个齿轮46的齿轮组。其他动力传递单元也可以是合适的。齿轮46将扭矩从发动机14传递到差速器48，以最终向车辆驱动轮28提供牵引力。差速器48可包括多个齿轮，所述多个齿轮使得能够将扭矩传递到车辆驱动轮28。在非限制性实施例中，第二动力传递单元44通过差速器48机械地联接到车桥50，以将扭矩分配到车辆驱动轮28。

马达22还可用于通过将扭矩输出到轴52来驱动车辆驱动轮28，所述轴也连接到第二动力传递单元44。在非限制性实施例中，马达22和发电机18作为再生制动系统的一部分协作，其中马达22和发电机18两者可用作用来输出扭矩的马达。例如，马达22和发电机18可各自向电池组24输出电力。

电池组24是示例性电动化车辆电池。电池组24可以是高压牵引电池，其包括多个电池阵列25(即，电池总成或电池单元组)，所述多个电池阵列能够输出电力以操作马达22、发电机18和/或电动化车辆12的其他电气负载，以用于提供动力来推进车轮28。其他类型的能量存储装置和/或输出装置也可用于向电动化车辆12供电。

在实施例中，电动化车辆12具有两种基本操作模式。电动化车辆12可在使用马达22(通常在没有来自发动机14的辅助的情况下)进行车辆推进的电动车辆(EV)模式下操作，从而消耗电池组24的电荷状态直至其在某些驾驶模式/循环下的最大可允许放电率。EV模式是电动化车辆12的电荷消耗操作模式的示例。在EV模式期间，电池组24的荷电状态在某些情况下可增加，例如由于一段时间的再生制动。发动机14在默认EV模式下一般是关断的，但是可根据需要基于车辆系统状态或在操作员准许的情况下操作。

电动化车辆12可另外在混合动力(HEV)模式下操作，其中发动机14和马达22两者均用于车辆推进。HEV模式是电动化车辆12的电荷维持操作模式的示例。在HEV模式期间，电动化车辆12可减少马达22推进使用，以便通过增加发动机14推进来将电池组24的荷电状态维持在恒定或大致恒定的水平。在本公开的范围内，电动化车辆12可在除了EV模式和HEV模式之外的其他操作模式下操作。

图2和图3示出可在电动化车辆内采用的电池组24。例如，电池组24可用作图1的电动化车辆12的动力传动系统10的一部分。图2是电池组24的组装好的透视图，并且图3中移除电池组24的部分(例如，盖子62)以便更好地可视化其内部内容物。

电池组24可包括容纳在外壳总成58内的电池系统54(图3中最佳示出)。外壳总成58可以是密封的外壳，并且可体现在本公开范围内的任何大小、形状和配置。在实施例中，外壳总成58包括托盘60和盖子62。在组装期间，电池系统54可定位在托盘60内，并且然后盖子62可固定地固定到托盘60，以将电池系统54密封在其中。托盘60和盖子62可由任何材料或材料组合(包括金属和/或聚合物材料)制成。

电池系统54的选定部分在图4中被示出为从外壳总成58中移除，现在将继续参考图1、图2和图3来对其进行描述。电池系统54包括多个电池单元56，所述多个电池单元存储用于向电动化车辆12的各种电气负载供电的能量。在本公开的范围内，电池系统54可包括任何数量的电池单元56。因此，本公开不限于图3至图4中所示的电池系统54的确切配置。

电池单元56可并排堆叠以构建成组的电池单元56，有时称为电池阵列。电池单元56可通过多个阵列框架63相对于彼此保持。阵列框架63可由塑料或其他材料制成。在实施例中，电池单元56为棱柱式锂离子电池单元。然而，在本公开的范围内，可替代地利用具有其他几何形状(圆柱形、软包等)、其他化学物质(镍金属氢化物、铅酸等)或两者的电池单元。

图3至图4中描绘的电池系统54包括第一电池阵列25A、第二电池阵列25B、第三电池阵列25C和第四电池阵列25D。尽管电池系统54被描绘为包括四个电池阵列，但是电池组24可包括更多或更少数量的电池阵列并且仍然落入本公开的范围内。除非在本文另有说明，否则当紧接在附图标记后面没有任何字母标识符的情况下使用时，附图标记“25”可指代电池阵列25A至25D中的任一者。

电池阵列25中的每一个的电池单元56和阵列框架63可沿着纵向轴线A1分布。在实施例中，纵向轴线A1与托盘60的纵向轴线同轴。然而，电池单元56和电池阵列25的其他布置和配置也预期在本公开的范围内。

保持带65可任选地用于将电池阵列25沿着纵向轴线A1相对于彼此保持。一个或多个保持带65可缠绕在电池阵列25上。保持带65可以是由聚酯长丝纱线制成的网状带，所述聚酯长丝纱线被编织成单个带，例如类似于座椅安全带的组成物。预期用于保持带65的其他结构组成物也在本公开的范围内，包括金属带或基于聚合物的带，其中所述基于聚合物的带在其长度上具有诸如玻璃或碳的连续纤维。

电池系统54可包括建立电池系统54的电气总成的多个电气部件(参见特征件64至72)。电气部件可包括但不限于总线电气中心(BEC)64、电池电气控制模块(BECM)66、配电系统(EDS)68(所述配电系统可包括一个或多个线束70)、多个输入/输出(I/O)连接器72等。

现在主要参考图3至图5，EDS 68的线束70可连接到电池阵列25和BEC 64和/或BECM 66，以用于监测每个电池阵列25的电池单元56的健康状况。线束70的至少一部分可沿着电池系统54的相对横向侧74布设。线束70可包括感测引线75，所述感测引线各自包括连接器76，所述连接器必须插入定位在电池系统54的横向侧74上的对应连接器78中。然而，由于沿着电池系统54的横向侧74的可用手部间隙(hand clearance)量有限，因此可能很难将感测引线75的连接器76插入电池阵列25的对应连接器78中。

因此，电池系统54可采用一个或多个安装支架80，以更容易布设和保持线束70并且在至少两个方向上(即，沿着电池系统54的Y轴和Z轴两者)提供双间隙。如下面进一步详细描述的，安装支架80升高线束70，从而提供改进的手部间隙，以便在电池组24内进行必要的电气连接。

图6示出了上述电池系统54的线束70的示例性安装配置。线束70通过安装支架80在Z轴上升高，以便更容易将线束70的感测引线75的连接器76连接到电池阵列25中的一个的对应连接器78。尽管示出为升高线束70，但本公开的安装支架80可用于升高电池组24的任何电池内部部件的位置。

安装支架80可安装到电池组24的另一个电池内部部件82。电池内部部件82可为电池组24的任何内部部件，其可提供相对平坦的安装表面88以用于将安装支架80安装到其上。

在实施例中，电池内部部件82为阵列保持装置，其被配置用于既按住电池阵列25，又建立用于安装安装支架80的安装表面88。例如，电池内部部件82可为挤压的金属结构。电池阵列25的阵列框架63中的每一个的一部分(例如，支脚84)可定位在电池内部部件82下方，以用于相对于外壳总成58的托盘60保持电池阵列25(例如，参见图7)。

在另一个实施例中，电池内部部件82为热交换器板(其有时被称为冷板)，所述热交换器板被配置为既将热量从电池单元56传导出去又建立安装表面88。例如，电池系统54的电池阵列25可被定位成与电池内部部件82直接接触或紧邻。在此示例中，电池内部部件82可以是与电池系统54相关联并且被配置用于热管理每个电池阵列25的电池单元56的液体冷却系统的一部分。例如，在充电操作、放电操作、极端环境状况或其他状况期间，电池单元56可生成并释放热量，并且可能期望从电池系统54中去除热量以改善电池单元56的容量、寿命和性能。

在又一个实施例中，电池内部部件82为托盘60的一部分。例如，电池内部部件82可为托盘60的凸出部分，所述凸出部分从托盘60的底板86向外突出并建立用于安装所述安装支架80的安装表面88。

安装支架80可使用一个或多个紧固件90安装到电池内部部件82的安装表面88。在实施例中，紧固件90为螺栓。紧固件90可被插入穿过通过安装支架80的下部平台94形成的开口92，然后被插入电池内部部件82中，以便将安装支架80固定到电池内部部件82。在另一实施例中，电池内部部件82通过一个或多个附加紧固件91固定地固定到托盘60。

安装支架80可另外包括上部平台96，所述上部平台在Z轴方向上升高到下部平台94上方并且在Y轴方向上从下部平台94横向移位。保持器装置98可被固定到安装支架80的上部平台96。然后，线束70可通过保持器装置98相对于安装支架80的上部平台96保持。

在实施例中，保持器装置98包括平板100(参见图6)。线束70可诸如通过粘合剂或胶带102固定到平板100。

在另一实施例中，保持器装置98包括一对柔性夹臂104，所述柔性夹臂被配置为接纳并保持线束70(参见图8)。例如，线束70可卡扣配合在柔性夹臂104之间的空间中的适当位置，以将线束70固定到保持器装置98。

图9至图12(同时继续参考图6)示出了示例性安装支架80的另外细节。在实施例中，安装支架80由金属材料(诸如钢)构造。然而，可利用其他材料(包括聚合物材料)来制造安装支架80。

安装支架80可包括被配置为与电池内部部件82的安装表面88对接的内表面106和背离安装表面88的外表面108。安装支架80的下部平台94和上部平台96建立在安装支架80的外表面108处。

桥接件110可将上部平台96连接到安装支架80的下部平台94。可在桥接件110中形成焊道112，以用于增加安装支架80的整体刚度。因此，安装支架80可表现出改善的噪声、振动和粗糙性特性。

可穿过安装支架80的下部平台94形成开口92，以用于接纳紧固件90。在实施例中，下部平台94的开口92为圆形开口。

可穿过安装支架80的上部平台96形成附加开口114，以用于接纳保持器装置98的锚固叉尖116。在实施例中，开口114为细长开口。

防旋转凸片118可从安装支架80突出。在实施例中，防旋转凸片118是弯曲的并且在与桥接件110的相对端部处远离下部平台94向下延伸。防旋转凸片118可接触电池内部部件82的侧表面120，以防止安装支架80向外旋转，从而基本上防止线束70的任何扭转。

本公开的示例性电池组采用安装支架以用于将电池内部部件定位并保持在电池组内的升高位置处。示例性安装支架可有利地提供沿着两个不同方向的双间隙，可用于将重量传递到其他电池内部部件，可控制电池内部高度间隙，可改善电池组的正常模式特性，并且可在电池组内布设EDS布线时提供增加的灵活性。

尽管不同的非限制性实施例被示出为具有特定的部件或步骤，但本公开的实施例不限于那些特定组合。将来自非限制性实施例中的任一个的部件或特征中的一些与来自其他非限制性实施例中的任一个的特征或部件结合使用是可能的。

应当理解，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。应当理解，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，但是其他布置也可受益于本公开的教导。

前面的描述应被解释为说明性的而非任何限制意义。本领域普通技术人员将理解，在本公开的范围内可以出现一些修改。出于这些原因，应研究所附权利要求来确定本公开的真实范围和内容。