牵引电池及其组装方法与流程

电气元件制品的制造及其应用技术1.本公开总体上涉及一种牵引电池，并且更具体地涉及一种具有可与具有不同母线布置的不同母线模块一起使用的电池单元阵列的牵引电池。背景技术：2.电动化车辆不同于常规的机动车辆，因为电动化车辆使用由牵引电池组供电的一个或多个电机来选择性地驱动。电机可以代替内燃发动机或作为内燃发动机的补充来驱动电动化车辆。电动化车辆的牵引电池组可以包括多个阵列。每个阵列可以包括多个单独的电池单元。3.参考现有技术图7a至图7c，为了提供“2p”阵列(其中电池单元阵列被划分为多组两个并联连接的单独的电池单元)，将第一类型的母线模块(bbm)与第一类型的阵列一起使用。为了提供“3p”阵列(其中电池单元阵列被划分为多组三个并联连接的单独的电池单元)，将不同的第二类型的bbm与不同的第二类型的阵列一起使用。为了提供“4p”阵列(其中电池单元阵列被划分为多组四个并联连接的单独的电池单元)，将第三类型的bbm与第三类型的电池单元阵列一起使用。因此，在现有技术中，为了提供2p阵列、3p阵列、4p阵列，需要三种不同类型的电池单元阵列以及三种不同类型的母线模块。技术实现要素：4.根据本公开的示例性方面的牵引电池总成尤其包括具有多个单独的电池单元的电池单元阵列。电池单元阵列可与具有第一母线布置的第一母线模块一起使用。电池单元阵列也可与具有第二母线布置的第二母线模块一起使用。当电池单元阵列与第一母线模块一起使用时，电池单元阵列被划分为第一数目组彼此并联的电池单元。当电池单元阵列与第二母线模块一起使用时，电池单元阵列被划分为不同的第二数目组彼此并联的电池单元。5.在前述总成的另一个示例性实施例中，第一数目组内的每个组包括第一数目的并联电池单元，并且第二数目组内的每个组包括第二不同数目的并联电池单元。6.在前述总成中的任一个的另一个示例性实施例中，第一数目组内的每个组包括两个并联的电池单元，并且第二数目组内的每个组包括三个并联的电池单元。7.在前述总成中的任一个的另一个示例性实施例中，第一母线模块和第二母线模块各自包括壳体和多个母线。8.在前述总成中的任一个的另一个示例性实施例中，电池单元阵列内的电池单元中的每一个包括正极端子和负极端子。电池单元中的第一电池单元的正极端子与电池单元阵列内的电池单元中的第二电池单元的负极端子直接相邻。电池单元中的第一电池单元与电池单元阵列内的电池单元中的第二电池单元直接相邻。9.在前述总成中的任一个的另一个示例性实施例中，电池单元沿着轴线设置。10.在前述总成中的任一个的另一个示例性实施例中，电池单元可与第一母线模块和第二母线模块一起使用，而不改变电池单元相对于彼此的取向。11.在前述总成中的任一个的另一个示例性实施例中，电池单元各自包括端子，当电池单元阵列与第一母线模块一起使用时，所述端子各自电连接到第一母线布置的母线。12.在前述总成中的任一个的另一个示例性实施例中，端子焊接到第一母线布置的母线以将端子电连接到所述母线。13.在前述总成中的任一个的另一个示例性实施例中，端子经弹簧偏置抵靠第一母线布置的母线以将端子电连接到所述母线。14.前述总成中的任一个的另一个示例性实施例包括第三母线模块和第一防错配置。第三母线模块是类型不同于第一母线模块和第二母线模块的母线模块。第一防错配置允许将第一类型的第一母线模块或第二母线模块联接到电池单元阵列，并且阻止第三母线模块联接到电池单元阵列。15.在前述总成中的任一个的另一个示例性实施例中，电池单元阵列是第一电池单元阵列，所述第一电池单元阵列是第一类型的电池单元阵列。所述总成还包括与第一类型的电池单元阵列不同的第二类型的第二电池单元阵列和第二防错配置。第二防错配置允许将第三母线模块联接到第二电池单元阵列，并且阻止第一母线模块和第二母线模块联接到电池单元阵列。16.根据本公开的另一个示例性方面的牵引电池连接方法尤其包括将电池单元阵列与具有第一母线布置的第一母线模块一起使用。电池单元阵列也可与具有第二母线布置的第二母线模块一起使用。电池单元阵列包括多个电池单元。当电池单元阵列与第一母线模块一起使用时，电池单元阵列被划分为第一数目组并联的电池单元。当电池单元阵列与第二母线模块一起使用时，电池单元阵列被划分为不同的第二数目组并联的电池单元阵列。第一数目组内的每个组包括第一数目的并联电池单元，并且第二数目组内的每个组包括第二不同数目的并联电池单元。17.在前述方法的另一个示例性实施例中，第一数目组内的每个组包括两个并联的电池单元，并且第二数目组内的每个组包括三个并联的电池单元。18.在前述方法中的任一种的另一个示例性实施例中，多个电池单元阵列内的电池单元中的每一个包括正极端子和负极端子。电池单元中的第一电池单元的正极端子与电池单元中的第二电池单元的负极端子直接相邻。电池单元中的第一电池单元与电池单元阵列内的电池单元中的第二电池单元直接相邻。19.在前述方法的另一个示例性实施例中，电池单元可与第一母线模块和第二母线模块一起使用，而不改变电池单元相对于彼此的取向。20.前述方法中的任一种的另一个示例性实施例包括当电池单元阵列与第一母线布置一起使用时，通过将电池单元的端子焊接到第一母线布置的母线来将第一母线布置的母线电连接到电池单元的端子。21.前述方法中的任一种的另一个示例性实施例包括当电池单元阵列与第一母线布置一起使用时，通过将电池单元的端子弹簧偏置到第一母线布置的母线来将第一母线布置的母线电连接到电池单元的端子。22.根据本公开的又一示例性方面的牵引电池总成尤其包括：具有第一母线布置的第一母线模块；具有第二母线布置的第二母线模块；以及包括多个电池单元的电池单元阵列，所述多个电池单元以选自由使用第一母线模块的第一配置和使用第二母线模块的不同的第二配置组成的组的配置来选择性地电连接。23.在前述总成的另一个示例中，当多个电池单元以第一配置电连接时，电池单元阵列被划分为第一数目组彼此并联的电池单元，当多个电池单元以第二配置电连接时，电池单元总成被划分为不同的第二数目组彼此并联的电池单元。24.根据前述总成的另一个示例的牵引电池总成包括具有多个电池单元的电池单元阵列。电池单元阵列可与具有第一母线布置的第一母线模块一起使用。电池单元阵列可与具有第二母线布置的第二母线模块一起使用。电池单元阵列内的电池单元中的每一个包括正极端子和负极端子。电池单元阵列内的电池单元中的第一电池单元的正极端子与电池单元中的第二电池单元的负极端子直接相邻。电池单元中的第一电池单元与电池单元阵列内的电池单元中的第二电池单元直接相邻。25.在前述总成的另一个示例中，当电池单元阵列与第一母线模块一起使用时，电池单元阵列被划分为第一数目组彼此并联的电池单元。当电池单元阵列与第二母线模块一起使用时，电池单元阵列被划分为不同的第二数目组彼此并联的电池单元。26.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(包括它们的各种方面或相应各个特征中的任一者)可以独立地或以任何组合采用。结合一个实施例描述的特征适用于所有实施例，除非此类特征是不兼容的。附图说明27.根据具体实施方式，所公开示例的各种特征和优点对于本领域技术人员而言将变得明显。随附于具体实施方式的附图可以简要地描述如下：28.图1示出了电动化车辆的动力传动系统的示意图。29.图2示出了来自图1的动力传动系统的牵引电池的电池总成的透视图。30.图3示出了图2的电池总成的选定部分并且示出了电连接到第一母线模块的母线的电池单元阵列的俯视图。31.图4示出了图3的电连接到不同的第二母线模块的母线的电池单元阵列。32.图5a至图5c示出了图3的电池单元阵列，所述电池单元阵列电连接到不同的母线模块以提供具有不同数目的并联连接的单独的电池单元的阵列变型。33.图6a和图6b示出了图5a至图5c的第一类型的电池单元阵列和选定的母线模块，并且另外示出了第二类型的电池单元阵列和母线模块。34.图7a至图7c示出了现有技术的电池单元阵列，所述现有技术的电池单元阵列电连接到现有技术的母线模块以提供不同数目的并联连接的单独的电池单元。具体实施方式35.一种用于牵引电池的电池总成可以包括母线模块(bbm)，所述母线模块具有电连接到电池单元阵列内的电池单元的母线。本公开详述了可以与第一bbm或第二bbm一起使用的电池单元阵列。第一bbm内的母线布置不同于第二bbm内的母线布置。改变与电池单元阵列一起使用的bbm基本上是改变电池单元阵列内彼此并联连接的单独的电池单元的数目所需的全部。36.参考图1，插电式混合动力电动车辆(phev)的动力传动系统10包括具有多个电池总成18的牵引电池组14、内燃发动机20、马达22和发电机24。马达22和发电机24是电机类型。马达22和发电机24可以是分开的或具有组合式马达-发电机的形式。37.尽管描绘为phev，但应理解，本文描述的概念不限于phev并且可以扩展到任何其他类型的电动化车辆中的牵引电池组，所述电动化车辆包括但不限于：其他混合动力电动车辆(hev)、电池电动车辆(bev)、燃料电池车辆等。38.在这个实施例中，动力传动系统10是动力分流动力传动系统，所述动力分流动力传动系统采用第一驱动系统和第二驱动系统。第一驱动系统和第二驱动系统产生扭矩以驱动一组或多组车辆驱动轮28。第一驱动系统包括发动机20和发电机24的组合。第二驱动系统至少包括马达22、发电机24和牵引电池组14。马达22和发电机24是动力传动系统10的电驱动系统的部分。39.发动机20和发电机24可以通过动力传递单元30(诸如行星齿轮组)连接。当然，包括其他齿轮组和变速器的其他类型的动力传递单元可以用于将发动机20连接到发电机24。在一个非限制性实施例中，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。40.发电机24可由发动机20通过动力传递单元30来驱动，以将动能转换为电能。发电机24可替代地用作马达以将电能转换成动能，从而将扭矩输出到连接到动力传递单元30的轴38。41.动力传递单元30的环形齿轮32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可以包括具有多个齿轮46的齿轮组。其他动力传递单元可以用于其他示例中。42.齿轮46将扭矩从发动机20传递到差速器48，以最终为车辆驱动轮28提供牵引力。差速器48可以包括使得能够将扭矩传递到车辆驱动轮28的多个齿轮。在这个示例中，第二动力传递单元44通过差速器48机械地联接到车桥50，以将扭矩分配给车辆驱动轮28。43.马达22可以被选择性地用于通过将扭矩输出到同样连接到第二动力传递单元44的轴54而驱动车辆驱动轮28。在该实施例中，马达22和发电机24作为再生制动系统的一部分进行合作，其中马达22和发电机24两者都可以用作马达来输出扭矩。例如，马达22和发电机24可以各自输出电力以对牵引电池组14的电池单元再充电。44.现在参考图2，牵引电池组14的电池总成18各自包括电池单元阵列60和母线模块64。电池单元阵列60包括多个单独的电池单元68。bbm 64包括第一布置72的母线和保持所述第一布置72的母线壳体76。45.示例性电池单元阵列60包括十二个单独的电池单元68，但是可以使用其他数目的单独的电池单元68。在该示例中，电池单元68是锂离子电池单元。在另一个示例中，电池单元68可以是软包电池单元。46.在示例性实施例中，bbm 64定位在电池单元阵列60的顶部，以将第一布置72的母线电连接到电池单元68。第一布置72的母线可以直接连接到单独的电池单元68的端子80。焊接部(诸如激光焊接部)可以用于将端子80固定到第一布置72的母线。47.替代地，端子80可以是弹簧端子，当bbm 64相对于电池单元阵列60固定时，所述弹簧端子偏置抵靠第一布置72的母线。在这样的示例中，当bbm 64从电池单元阵列60移除时，弹簧端子弹回。bbm 64可以卡扣配合到电池单元阵列60，以将bbm 64相对于电池单元阵列60保持在第一布置72的母线压抵于弹簧端子的位置。受益于本公开的本领域技术人员可以理解弹簧端子以及如何偏置弹簧端子。48.参考图3，电池单元阵列60被示出为连接到bbm 64的第一布置72的母线。电池单元阵列60内的电池单元68各自包括正极“+”端子80和负极“‑”端子80。电池单元68沿着轴线a设置使得电池单元68的第一电池单元的正极端子80与电池单元68的第二电池单元的负极端子直接相邻。电池单元68中的第一电池单元与电池单元阵列60内的电池单元68中的第二电池单元直接相邻。因此，电池单元68的极性交替。49.在现有技术中，电池单元阵列内的电池单元使电池单元的正极端子彼此相邻，并且使电池单元的负极端子彼此相邻。将电池单元68布置在电池单元阵列60内使得极性交替可以促进与具有不同母线布置的bbm一起使用电池单元阵列60。50.bbm 64被配置成使得当bbm 64的第一布置72的母线连接到端子80时，电池单元阵列60被划分为六组单独的电池单元。所述组中的每一个包括两个并联连接的单独的电池单元68。51.参考图4，相同的电池单元阵列60可以与第二不同的bbm 64a一起使用，所述第二不同的bbm 64a具有第二布置72a的母线。当第二布置72a的母线连接到电池单元68时，电池单元阵列60被划分为四组三个并联连接的单独的电池单元68。52.bbm 64内的母线的第一布置72不同于bbm 64内的母线的第二布置72a。这些差异使得bbm 64能够将电池单元阵列60划分为多组两个并联连接的单独的电池单元68，并且使得bbm 64a能够将电池单元阵列60划分为多组三个并联连接的单独的电池单元68。53.例如，图5a至图5c示出了电池单元阵列60，所述电池单元阵列与bbm 64一起使用以将电池单元阵列60划分为2p阵列、与bbm64a一起使用以将电池单元阵列60a划分为3p阵列，并且与bbm64b一起使用以将电池单元阵列60b划分为4p阵列。bbm 64、64a、64b可以包括标识符i，诸如条形码，使得在将bbm固定到电池单元阵列60之后，可以容易地识别电池单元68的配置(即，2p、3p、4p)。相同的电池单元阵列60可以与bbm 64、64a或64b一起使用，以提供电池单元阵列60的期望划分。54.参考图6a和图6b，示例性实施例中的电池单元阵列60是由第一制造商提供的第一电池单元阵列60。第二电池单元阵列60'由不同的第二制造商提供。第一电池单元阵列60的电气参数和其他特性可以不同于第二电池单元阵列60'的电气参数和其他特性。例如，第一电池单元阵列60可以具有第一安培-小时，并且第二电池组60'可以具有不同的第二安培-小时额定值。55.在此类示例中，可能期望将第一电池组60连接到bbm 64或64a中的一个，而不是其他bbm 64'或64a'。bbm 64或64a是适合于提供具有电池单元阵列60而不是电池单元阵列60'的2p或3p阵列的第一类型的bbm。bbm 64′或64a′是适合于提供具有电池单元阵列60'而不是电池单元阵列60的2p或3p阵列的第二类型的bbm。56.第一防错配置70结合到电池单元阵列60和bbm 64中，并且结合到电池单元阵列60和bbm 64a中。防错配置70允许将bbm 64或bbm 64a与电池单元阵列60一起使用，但是阻止将bbm 64'或bbm 64a'与电池单元阵列60一起使用。57.第二防错配置70′结合到电池单元阵列60′和bbm 64′中，并且结合到电池单元阵列60′和bbm 64a′中。防错配置70′允许将bbm 64′或bbm 64a′与电池单元阵列60′一起使用，但是阻止将bbm 64或bbm 64a与电池单元阵列60′一起使用。58.在该示例中，第一防错配置70各自包括狭槽和突片。当然，在其他示例中可以使用其他防错配置。突片位于bbm 64和bbm 64a上，并且狭槽由电池单元阵列60提供。bbm 64和64a可以各自提供狭槽，并且电池单元阵列60可以提供突片。狭槽和突片被定位成使得当bbm 64或bbm 64a与电池单元阵列60一起使用时，相应的突片被接纳在狭槽内。59.在该示例中，第二防错配置70′也各自包括狭槽和突片。再者，在其他示例中可以使用其他防错配置。突片位于bbm 64′和bbm64a′上，并且狭槽由电池单元阵列60′提供。在另一个示例中，bbm 64′和64a′可以各自提供狭槽，并且电池单元阵列60′可以提供突片。第二防错配置70′的狭槽和突片被定位成使得当bbm 64'或bbm 64a'与电池单元阵列60′一起使用时，相应的突片被接纳在狭槽内。60.值得注意的是，第一防错配置70的突片和狭槽位于与第二防错配置70'不同的位置。因此，bbm 64'的突片无法被接纳在电池单元阵列60的狭槽内。防错配置70和70′允许将bbm 64或bbm 64a联接到电池单元阵列60，但是阻止将bbm 64'或bbm 64a'联接到电池单元阵列60。因此，防错配置70和70'可以防止bbm和电池单元阵列的不兼容组合。61.示例性实施例促进将电池单元阵列60提供为批量生产的商品，而无需对期望并联连接的电池单元68的数量进行大量定制。提供三个并联的单独的电池单元68或两个并联的单独的电池单元68所必需的结构差异可以基本上包含在bbm 64和bbm 64a内。当与现有技术设计(如果需要2p配置，则现有技术设计需要特定类型的电池单元阵列，并且如果需要3p配置，则现有技术设计需要另一种类型的电池单元阵列)相比时，这种方法可以降低复杂性。62.在示例性实施例中，一个bbm与一个电池单元阵列一起使用。在其他示例中，bbm可以跨越多于一个的电池单元阵列。例如，电池单元阵列60可以放置在邻近另一个电池单元阵列处。然后，两个电池单元阵列通过单个bbm电连接。63.上文结合2p、3p或4p配置公开了这些变型。其他配置当然是可能的并且落入本公开的范围内。例如，可以利用5p配置。64.所公开的示例的特征包括可以与特定母线模块一起利用以提供期望的电连接的共用电池单元阵列。当需要多个阵列变型时，这可以降低整体复杂性。使电池单元阵列在变型中保持共用尤其可以降低成本和开发时间。65.前文描述在本质上是示例性的而非限制性的。对所公开的示例作出的变化和修改对于本领域技术人员而言可能变得明显，所述变化和修改不一定脱离本公开的本质。因此，只能通过研究随附权利要求来确定赋予本公开的法律保护范围。66.根据本发明，提供了一种牵引电池总成，所述牵引电池总成具有：具有第一母线布置的第一母线模块；具有第二母线布置的第二母线模块；以及包括多个电池单元的电池单元阵列，所述多个电池单元以选自由使用第一母线模块的第一配置和使用第二母线模块的不同的第二配置组成的组的配置来选择性地电连接。67.根据实施例，当多个电池单元以第一配置电连接时，电池单元阵列被划分为第一数目组彼此并联的电池单元，其中当多个电池单元以第二配置电连接时，电池单元总成被划分为不同的第二数目组彼此并联的电池单元。68.根据本发明，提供了一种牵引电池总成，所述牵引电池总成具有：具有多个电池单元的电池单元阵列，所述电池单元阵列可与具有第一母线布置的第一母线模块一起使用，所述电池单元阵列可与具有第二母线布置的第二母线模块一起使用，其中电池单元阵列内的电池单元中的每一个包括正极端子和负极端子，其中电池单元阵列内的电池单元中的第一电池单元的正极端子与电池单元中的第二电池单元的负极端子直接相邻，电池单元中的第一电池单元与电池单元阵列内的电池单元中的第二电池单元直接相邻。69.根据实施例，当电池单元阵列与第一母线模块一起使用时，电池单元阵列被划分为第一数目组彼此并联的电池单元，其中当电池单元阵列与第二母线模块一起使用时，电池单元阵列被划分为不同的第二数目组彼此并联的电池单元。









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