包括用導熱膜包裹的蓄電池單元的蓄電池總成的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及一種用于電動車輛的蓄電池總成。蓄電池總成包括多個蓄電池單元和包裹每個蓄電池單元的導熱膜。蓄電池總成不包括定位在總成的相鄰蓄電池單元之間的間隔件。
【背景技術(shù)】
[0002]降低汽車燃料消耗和排放的需要是眾所周知的。因此，正在開發(fā)降低對內(nèi)燃發(fā)動機的依賴或完全消除對內(nèi)燃發(fā)動機的依賴的車輛。電動車輛是當前為了這個目的而正在被開發(fā)的一種類型的車輛。通常，電動車輛與傳統(tǒng)的機動車輛不同，因為它們是由一個或多個蓄電池供電的電機選擇性地驅(qū)動。相比之下，傳統(tǒng)的機動車輛完全依賴內(nèi)燃發(fā)動機來驅(qū)動車輛。
[0003]用于為電機提供動力的高電壓蓄電池通常包括多個蓄電池陣列。每個蓄電池陣列包括多個蓄電池單元和設(shè)置在相鄰蓄電池單元之間的多個間隔件。蓄電池單元和間隔件以交替的方式并排堆疊以使相鄰蓄電池單元彼此物理上隔開。間隔件使蓄電池單元與相鄰的蓄電池單元電絕緣。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]根據(jù)本公開的示例性方面的蓄電池總成，除其他方面以外，包括多個蓄電池單元和包裹多個蓄電池單元中的每個的導熱膜。每個導熱膜與多個蓄電池單元中的每個的六個面鄰接。
[0005]在上述蓄電池總成的另一非限制性實施例中，多個蓄電池單元中的每個包括具有頂面、底面、相對的端壁和相對的側(cè)壁的外殼。
[0006]在任一上述蓄電池總成的另一非限制性實施例中，導熱膜覆蓋底面、相對的端壁和相對的側(cè)壁，但僅部分地覆蓋頂面。
[0007]在任何上述蓄電池總成的另一非限制性實施例中，導熱膜由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚酰亞胺制成。
[0008]在任何上述蓄電池總成的另一非限制性實施例中，多個蓄電池單元夾在端板之間。
[0009]在任何上述蓄電池總成的另一非限制性實施例中，間隔件定位在端板和多個蓄電池單元之間。
[0010]在任何上述蓄電池總成的另一非限制性實施例中，蓄電池總成不包括定位在多個蓄電池單元的相鄰的蓄電池單元之間的間隔件，使得僅導熱膜在相鄰的蓄電池單元之間延伸。
[0011]在任何上述蓄電池總成的另一非限制性實施例中，多個蓄電池單元定位在熱交換器的頂上。
[0012]在任何上述蓄電池總成的另一非限制性實施例中，熱交換器包括配置成輸送冷卻劑的內(nèi)部通道。
[0013]在任何上述蓄電池總成的另一非限制性實施例中，多個翼片在內(nèi)部通道內(nèi)延伸。
[0014]在任何上述蓄電池總成的另一非限制性實施例中，導熱膜僅部分地覆蓋多個蓄電池單元中的每個的頂面。
[0015]在任何上述蓄電池總成的另一非限制性實施例中，多個蓄電池單元中的每個包括在導熱膜的邊緣部分之間延伸的暴露面，并且包含設(shè)置在暴露面上的陶瓷涂層。
[0016]在任何上述蓄電池總成的另一非限制性實施例中，多個蓄電池單元的第一蓄電池單元的暴露面與多個蓄電池單元的第二蓄電池單元的暴露面間隔開至少1.2mm (0.047英寸)。
[0017]在任何上述蓄電池總成的另一非限制性實施例中，多個蓄電池單元定位在熱交換器的頂上，并且熱界面材料設(shè)置在多個蓄電池單元的至少一部分和熱交換器之間。
[0018]根據(jù)本公開的另一示例性方面的方法，除其他方面以外，包括用導熱膜包裹蓄電池單元。導熱膜覆蓋蓄電池單元的底面、相對端壁和相對側(cè)壁，但僅部分地覆蓋蓄電池單元的頂面。
[0019]在上述方法的另一非限制性實施例中，方法包括將熱量從蓄電池單元傳導到相鄰蓄電池單元或?qū)崃繌男铍姵貑卧獋鲗У綗峤粨Q器。
[0020]在任一上述方法的另一非限制性實施例中，方法包括將熱量從蓄電池單元傳導通過導熱膜并且然后傳導到相鄰的蓄電池單元并且在將熱量傳導到相鄰的蓄電池單元之后，使熱量消散到熱交換器中。
[0021]在任何上述方法的另一非限制性實施例中，方法包括將冷卻劑輸送通過熱交換器。
[0022]在任何上述方法的另一非限制性實施例中，蓄電池單元的頂面包括未被導熱膜覆蓋的暴露面，并且將陶瓷涂層施加到暴露面。
[0023]可以獨立地或以任意組合地采取上述段落、權(quán)利要求或下面說明書和附圖的實施例、示例和可選方案，包括它們的任何各個方面或各自單獨的特征。針對一個實施例所描述的特征適用于所有的實施例，除非這樣的特征是不相容的。
[0024]根據(jù)下面的【具體實施方式】，本公開的各種特征和優(yōu)勢對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，將變得顯而易見。伴隨【具體實施方式】的附圖可以簡短地描述如下。
【附圖說明】
[0025]圖1示意性地說明電動車輛的動力傳動系統(tǒng)；
[0026]圖2說明電動車輛的蓄電池總成；
[0027]圖3示意性地說明用導熱膜包裹的蓄電池單元；
[0028]圖4示意性地說明蓄電池總成的蓄電池單元提升情況；
[0029]圖5說明根據(jù)本公開的另一個實施例的蓄電池總成；
[0030]圖6說明根據(jù)本公開的又一實施例的蓄電池總成；
[0031]圖7示意性地說明蓄電池單元包裹過程；
[0032]圖8說明示例性導熱膜。
【具體實施方式】
[0033]本公開詳述用于電動車輛的蓄電池總成。蓄電池總成包括多個蓄電池單元和包裹每個蓄電池單元的導熱膜。導熱膜與蓄電池單元的六個面鄰接。在某些實施例中，導熱膜覆蓋蓄電池單元的底面、相對的端壁和相對的側(cè)壁，但僅部分地覆蓋蓄電池單元的頂面。蓄電池總成不包括定位在總成的相鄰的蓄電池單元之間的任何間隔件。導熱膜促進相鄰的蓄電池單元之間的熱傳導和電絕緣。在本公開的下面的段落中更詳細地討論這些和其他特征。
[0034]圖1示意性地說明用于電動車輛12的動力傳動系統(tǒng)10。雖然在這個非限制性實施例中描繪為混合動力電動車輛(HEV)，但應該理解的是，在此描述的構(gòu)思不限于HEV并且可以擴展到包括但不限于插電式混合動力電動車輛(PHEV)、純電動車輛(BEV)和燃料電池車輛(FCV)的其他電動車輛。
[0035]在一個實施例中，動力傳動系統(tǒng)10是使用第一驅(qū)動系統(tǒng)和第二驅(qū)動系統(tǒng)的動力分配動力傳動系統(tǒng)。第一驅(qū)動系統(tǒng)包括發(fā)動機14和發(fā)電機18(即，第一電機)的組合。第二驅(qū)動系統(tǒng)至少包括馬達22 (即，第二電機)、發(fā)電機18、和蓄電池總成24。在這個示例中，第二驅(qū)動系統(tǒng)被認為是動力傳動系統(tǒng)10的電驅(qū)動系統(tǒng)。第一和第二驅(qū)動系統(tǒng)生成扭矩以驅(qū)動電動車輛12的一組或多組車輛驅(qū)動輪28。
[0036]比如內(nèi)燃發(fā)動機這樣的發(fā)動機14和發(fā)電機18可以通過比如行星齒輪組這樣的動力傳輸單元30連接。當然，包括其他齒輪組和變速器的其他類型的動力傳輸單元，可以用于將發(fā)動機14連接到發(fā)電機18。在一個非限制性實施例中，動力傳輸單元30是包括環(huán)形齒輪32、中心齒輪34和托架總成36的行星齒輪組。
[0037]發(fā)電機18可以由發(fā)動機14通過動力傳輸單元30驅(qū)動以將動能轉(zhuǎn)換為電能。發(fā)電機18可以可選地起馬達的作用以將電能轉(zhuǎn)換為動能，從而輸出扭矩到連接到動力傳輸單元30的軸38。因為發(fā)電機18可操作地連接到發(fā)動機14，發(fā)動機14的轉(zhuǎn)速可以由發(fā)電機18控制。
[0038]動力傳輸單元30的環(huán)形齒輪32可以連接到軸40，軸40通過第二動力傳輸單元44連接到車輛驅(qū)動輪28。第二動力傳輸單元44可以包括具有多個齒輪46的齒輪組。其他動力傳輸單元也可能是合適的。齒輪46將扭矩從發(fā)動機14傳輸?shù)讲钏倨?8以最終向車輛驅(qū)動輪28提供牽引力。差速器48可以包括實現(xiàn)到車輛驅(qū)動輪28的扭矩傳輸?shù)亩鄠€齒輪。在一個實施例中，第二動力傳輸單元44通過差速器48機械地連接到輪軸50以將扭矩分配給車輛驅(qū)動輪28。
[0039]通過輸出扭矩到也連接到第二動力傳輸單元44的軸52，馬達22也可以用于驅(qū)動車輛驅(qū)動輪28。在一個實施例中，馬達22和發(fā)電機18配合作為再生制動系統(tǒng)的一部分，在再生制動系統(tǒng)中，馬達22和發(fā)電機18兩者可以用作馬達以輸出扭矩。例如，馬達22和發(fā)電機18可以各自向蓄電池總成24輸出電力。
[0040]蓄電池總成24是示例類型的電動車輛蓄電池總成。蓄電池總成24可以是高電壓蓄電池組的一部分，高電壓蓄電池組包括能夠輸出電力以操作馬達22和發(fā)電機18的多個蓄電池陣列。其他的儲能裝置和/或輸出裝置也可以用于電力地為電動車輛12提供動力。
[0041]在一個非限制性實施例中，電動車輛12具有兩個基本操作模式。電動車輛12可以在電動車輛(EV)模式下操作，在電動車輛模式下，馬達22用于車輛推進(通常沒有來自發(fā)動機14的幫助)，從而消耗蓄電池總成24荷電狀態(tài)直到在特定駕駛模式/循環(huán)下其最大可容許放電率。EV模式是用于電動車輛12的操作的電荷消耗模式的示例。在EV模式期間，蓄電池總成24的荷電狀態(tài)在某些情況下可以增加，例如歸因于一段時間的再生制動。發(fā)動機14在默認EV模式下通常關(guān)閉(OFF)，但必要時可以根據(jù)車輛系統(tǒng)狀態(tài)或如操作者所允許地操作。
[0042]此外，電動車輛12可以在混合動力(HEV)模式下操作，在混合動力模式下發(fā)動機14和馬達22兩者都用于車輛推進。HEV模式是用于電動車輛12的操作的電荷維持模式的示例。在HEV模式期間，電動車輛12可以減少馬達22推進力使用以便通過增加發(fā)動機14推進力使用而將蓄電池總成24的荷電狀態(tài)維持在恒定或近似恒定的水平。電動車輛12可以在本公開范圍內(nèi)除EV和HEV模式之外的其他操作模式下操作。
[0043]圖2說明蓄電池總成54的側(cè)視圖。蓄電池總成54可以在比如圖1的電動車輛12這樣的電動車輛內(nèi)使用。蓄電池總成54包括多個蓄電池單元56。蓄電池總成54可以包括任何數(shù)量的蓄電池單元，并且本公開不限于圖2所示的具體配置。蓄電池單元56并排堆疊以建立蓄電池單元56堆棧。
[0044]蓄電池單元56可以夾在支撐結(jié)構(gòu)57之間，支撐結(jié)構(gòu)57可以包括端板60和間隔件62。在一個實施例中，間隔件62是熱絕緣的并且定位在蓄電池單元56堆棧的相對的端處，并且相對的端板60定位在間隔件62的外側(cè)。間隔件62可以包括表現(xiàn)出相對高的隔熱能力的耐熱和電絕緣塑料和/或泡沫材料。支撐結(jié)構(gòu)57軸向地約束堆疊的蓄電池單元56。蓄電池單元56和支撐結(jié)構(gòu)57 —起可以被稱為蓄電池陣列59。
[0045]在一個非限制性實施例中，蓄電池單元56是棱柱形鋰離子電池。然而，包括但不限于鎳氫電池或鉛酸電池的其他類型的蓄電池單元，也可以預