车辆电池组组件

技术领域

本发明涉及一种车辆电池组组件(vehicle battery pack assembly)，更具体地，涉及这样一种车辆电池组组件，其中，在使用电池单元-电池组结构的电池组件中，电池组外壳构件本身形成用于从正面支承大面积模块的表面压力的结构而无需设置单独的电池组端板，从而有力地支承表面压力，电池组外壳构件的使用使得电池组组件轻量，材料成本降低，并且电池组本身的稳定性得到改善。

背景技术

混合动力车辆、燃料电池车辆和电动车辆都采用电动机运行，本质上需要高压电池组为电动机提供驱动力。

形成电池模块的电池单元堆叠并设置有置于两端部的端板，并且在充电和放电的过程中由于端板而产生表面压力。因此，常规的电池系统使用单独的电池组端板来支承表面压力。

为了支承电池模块的高表面压力，常规的电池组端板安装至电池组的外壳构件，并且本质上需要螺栓连接的硬件来安装。此外，在电池单元-电池组(CTP)结构中，电池模块的大面积增加了安装至电池组的电池单元的数量，导致表面压力高于常规电池模块的表面压力。

因此，用于支承高表面压力的螺栓连接的硬件增加，引发电池组组件重量增加和材料成本增加的问题。

最近，出现了这样一种结构，其中电池组外壳构件从正面支承大面积模块的表面压力，而无需单独的电池组端板。

本发明背景部分中包含的信息仅用于增强对本发明一般背景的理解，而不可以视为承认或以任何形式暗示这些信息构成本领域技术人员已知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面旨在提供一种电池组外壳构件，在使用电池单元-电池组(CTP)结构的电池组件中，电池组外壳构件本身构造成从正面支承大面积模块的表面压力而无需设置单独的电池组端板，从而有力地支承表面压力，电池组外壳构件的使用使得电池组组件轻量，材料成本降低，并且电池组本身的稳定性得到改善。

根据本发明的一个方面，车辆电池组组件包括：包括多个电池单元和端板的电池模块，多个电池单元在横向上堆叠设置，端板在电池模块的宽度方向上设置在电池模块的最外侧并且形成有从其向外突出的安装部分；以及

设置有沿电池模块的纵向延伸的外壳构件的电池外壳，外壳构件朝向电池模块的表面与端板形成表面接触，以支承电池模块的表面压力，其中外壳构件包括在对应于安装部分的点处形成的紧固槽，其中安装部分插入紧固槽并紧固至外壳构件。

压缩垫可以设置在电池单元之间，以补偿由电池单元的收缩和膨胀所产生的空间。

外壳构件可以包括在纵向上设置在电池外壳相反两侧的侧面构件，在纵向上设置在侧面构件之间的中间构件，以及在横向上设置在侧面构件和中间构件之间的横跨构件，并且

电池模块可以在侧面构件之间相对于中间构件设置在侧向上。

侧面、中间和横跨构件可以在侧向上支承电池模块。

外壳构件可以包括挤压构件，其截面包括多个中空部分。

多个中空部分可以包括上部空间和下部空间，它们由设置在上部空间和下部空间之间的中间壁分隔。

紧固槽可以形成在中间壁上并对应于安装部分，并且安装部分可以竖直插入紧固槽并紧固至外壳构件。

安装部分在插入紧固槽并紧固至外壳构件时，可以支承端板和中间壁两者。

紧固槽可以包括形成在外壳构件中并以预定间隔隔开的多个紧固槽，并且安装部分可以分别插入紧固槽并紧固至外壳构件。

通过螺栓连接，安装部分可以插入紧固槽并紧固至外壳构件。

安装部分可以形成在端板相对于电池模块的高度的中点处。

在外壳构件中，插入紧固槽的安装部分所紧固至的部分，可以形成在与安装部分相同的高度处，并且

在外壳构件中，安装部分未插入并紧固至紧固槽的部分，可以形成在与电池模块相同的高度处。

在外壳构件中插入紧固槽的安装部分所紧固至的部分中，下部空间的侧面(lateral surface)可以与端板形成表面接触，并支承电池模块的表面压力，并且

在外壳构件中安装部分未插入并且未紧固至紧固槽的部分中，上部空间和下部空间的侧面(lateral surfaces)可以与端板形成表面接触，并支承电池模块的表面压力。

在根据本发明的车辆电池组组件中，在使用电池单元-电池组(CTP)结构的电池组件中，电池组外壳构件本身构造成可以从正面支承大面积模块的表面压力而无需设置单独的电池组端板，从而有力地支承表面压力，电池组外壳构件的使用使得电池组组件的轻量，材料成本降低，并且电池组本身的稳定性得到改善。

本发明的方法和装置具有其他特征和优点，这些特征和优点将从并入本文的附图和以下具体实施方式中更为明显或更详细地阐述，它们共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1是示出根据本发明的示例性实施例的车辆电池组组件的视图。

图2是示出车辆电池组组件中的电池模块与形成于电池模块的安装部分的视图。

图3是示出车辆电池组组件中的外壳构件的视图。

图4是示出朝向电池模块的外壳构件的表面的视图，其与端板形成表面接触，以支承电池模块的表面压力。

图5和图6是示出沿线C’截取的截面以及沿线D’截取的截面的视图，在沿线C’截取的截面中安装部分插入并紧固至外壳构件中的紧固槽，在沿线D’截取的截面中安装部分未插入并且未紧固至紧固槽。

可以理解，附图不一定按比例绘制，其呈现说明本发明基本原理的各种特征的稍微简化的表述。本文所公开的本发明的具体设计特征，包括例如具体尺寸、方向、位置和形状，将部分由具体预期的应用和使用环境确定。

在图中，相同的附图标记在多个附图中表示本发明的相同或等效部分。

具体实施方式

现在将详细提及本发明的各种实施例，其示例在附图中示出并在下文中说明。虽然本发明将结合本发明的示例性实施例进行说明，但应当理解，本说明并不旨在将本发明限制于本发明的示例性实施例中。另一方面，本发明不仅旨在涵盖本发明的示例性实施例，而且涵盖包括在所附权利要求书中定义的本发明的思想和范围内的各种替代方案、修改、等效方案和其他实施例。

关于在示例性实施例或说明书中包括的本发明的实施例，具体的结构或功能描述仅仅是用于说明本发明的实施例，并且本发明的实施例可以以各种形式实现，而不能理解为限制于在示例性实施例或说明书中提出的实施例。

由于本发明的实施例可以进行各种修改并且具有各种形式，具体的实施例将在附图中示出，并在示例性实施例或说明书中详细描述。然而，应该理解的是，本发明的实施例并不旨在限制具体的实施例，而是涵盖所有不偏离本发明的思想和技术范围的修改、等效方案或替代方案。

除非另有定义，本文使用的所有术语，包括技术或科学术语，都具有与本发明所属的技术领域的普通知识者一般理解的相同的含义。如通用词典中定义的术语应解释为具有与相关技术领域的上下文意义一致的意义，除非另有明确定义，而不应解释为理想的或过于正式的意义。

下面，将参照附图，通过描述实施例来详细说明本发明。附图中相似的附图标记指的是相似的部分。

图1是示出根据本发明的示例性实施例的车辆电池组组件的视图。图2是示出车辆电池组组件中的电池模块与形成于电池模块的安装部分的视图。图3是示出车辆电池组组件中的外壳构件105的视图。图4是示出朝向电池模块的外壳构件105的表面的视图，其与端板形成表面接触，以支承电池模块的表面压力。图5和图6是示出沿线C’截取的截面以及沿线D’截取的截面的视图，在沿线C’截取的截面中安装部分插入并紧固至外壳构件105中的紧固槽，在沿线D’截取的截面中安装部分未插入并且未紧固至紧固槽。

图1是示出根据本发明的示例性实施例的车辆电池组组件的视图。

参照图1，车辆电池组组件包括电池模块200和电池外壳300，电池模块200包括多个电池单元和端板210，多个电池单元在横向方向上堆叠设置，端板210在宽度方向上设置在最外侧并形成有向外突出的安装部分400；电池外壳300设置有沿纵向延伸的外壳构件105，外壳构件105朝向电池模块200的表面与端板210形成表面接触，以支承电池模块200的表面压力，外壳构件包括在对应于安装部分400的点处形成的紧固槽120，从而使得安装部分400可以插入紧固槽120中并紧固至外壳构件105。

根据本发明，在使用CTP结构的电池组件中，电池组外壳构件105本身构造成从正面支承大面积模块的表面压力而无需单独使用电池组端板210，从而有力地支承电池模块200的表面压力。在电池中，多个电池单元安装成为模块，并且多个模块安装成为电池组。

CTP是电池单元-电池组(cell to pack)的缩写，是指电池单元设计为直接形成电池组而无需电池模块200的技术。CTP结构具有优于袋式电池的优点，因为通过确保电池组内部具有更多空间，增加能量密度，并且通过减少零件数量，降低成本。

然而，CTP结构存在的问题是，由于电池模块200的大面积，安装至电池组的电池单元数量增加，电池组组件的重量和材料成本增加，产生了高于原有电池模块的表面压力，因此螺栓连接的硬件增加，以支承高表面压力。

为了解决这些问题，提供了根据本发明的车辆电池组组件，包括外壳构件105，其与端板210形成表面接触并因此直接支承电池模块200的表面压力，从而有力地支承CTP结构中的高表面压力。

电池模块200包括多个电池单元，这些电池单元在横向上堆叠设置，并且端板210在宽度方向上设置在最外侧，并形成有向外突出的安装部分400。

参照图1，外壳构件105包括在纵向(longitudinal direction)上设置在电池外壳300相反两侧的侧面构件110，在纵向上设置在侧面构件110之间的中间构件100，以及在横向(transverse direction)上设置在侧面构件110和中间构件100之间的横跨构件107，其中，电池模块200在侧面构件110之间相对于中间构件100设置在侧向(lateral direction)上。

外壳构件105的侧面构件110和中间构件100一般设置在车辆的纵向上，并且和与侧面构件110和中间构件100相交的横跨构件107一起构成车身。

此外，侧面构件110、中间构件100和横跨构件107可以在侧向上支承电池模块200，并且形成车辆电池组的电池模块200可以装配在侧面构件110、中间构件100和横跨构件107紧固至电池外壳300时形成的空间中。电池模块200紧固至侧面构件110、中间构件100和横跨构件的侧向侧面，这些构件支承着电池模块200的侧向侧面，从而保护电池组免受外部冲击。

此外，压缩垫设置在电池单元之间，以补偿由电池单元的收缩和膨胀所产生的空间。多个电池单元在横向上堆叠设置在电池模块200内部，并可以根据外部冲击或外部温度条件进行收缩和膨胀。

在此种情况下，堆叠设置的电池单元可以设置压缩垫作为缓冲构件，以防止电池单元根据外部冲击或外部温度条件在电池单元的宽度方向上发生收缩或膨胀，因为一个电池单元可能影响到其他电池单元。压缩垫填充在电池单元之间的间隙中，增加电池模块200的稳定性，从而增加电池组本身的稳定性。

此外，安装部分400可以形成在端板210相对于电池模块200的高度的中点处。端板210在宽度方向上设置在电池模块200的最外侧，并且安装部分400从端板210向外突出形成，并插入形成在外壳构件105中的紧固槽120。为了使形成在端板210中的安装部分400插入形成在外壳构件105中的紧固槽120中，要求安装部分400的高度与外壳构件105的高度h1对应。因为端板210具有与电池模块200相同的高度，所以安装部分400形成于端板210的中点处，以插入外壳构件105的紧固槽120中。

此外，其特征在于，电池外壳300包括沿其纵向延伸的外壳构件105；外壳构件105朝向电池模块200的表面与端板210形成表面接触，并支承电池模块200的表面压力；外壳构件105在对应于安装部分400的点处形成紧固槽120；安装部分400插入紧固槽120并紧固至外壳构件105；并且电池外壳300的外壳构件105是挤压构件，其截面具有多个中空部分。一般而言，挤压构件由易于加工且重量轻的铝制成，并且其内部形成中空部分。

此外，多个中空部分包括上部空间A和下部空间B，并且上部空间A和下部空间B由设置在其之间的中间壁C分隔。

外壳构件105的侧面构件110形成有凸缘140，以在右侧与车身结合，并且中空部分包括上部空间A和下部空间B以分隔空间。分隔的空间可以与电池外壳300平行设置，中间壁C可以包括在竖直方向上形成的紧固槽120，并且中间壁C可以对应于安装部分400。

图2是示出车辆电池组组件中的电池模块200与形成于电池模块200的安装部分400的视图。

当安装部分400插入相应的紧固槽120中时，安装部分400可以竖直插入紧固槽120中并紧固至外壳构件105。参照图2，安装部分400可以具有在插入紧固槽120中并紧固至外壳构件105时，支承端板210和中间壁C两者的结构。为了支承端板210和中间壁C两者，安装部分400需要垂直地螺栓固定至与电池外壳300平行设置的中间壁C，并且紧固至外壳构件105。紧固槽120可以形成于在纵向上设置在电池外壳300的相反侧向侧面的侧面构件110、在纵向上设置在侧面构件110之间的中间构件100、以及在横向上设置在侧面构件110和中间构件100之间的横跨构件107上，它们形成了外壳构件105。

在此种情况下，形成了包括上部空间A和下部空间B的中空部分，并且中间壁C是外壳构件105的一部分，插入紧固槽120中的安装部分400紧固至该部分。在除上述部分外的其余部分中，不形成上部空间A、下部空间B和中间壁C。

此外，图4是示出朝向电池模块200的外壳构件105的表面的视图，其与端板210形成表面接触，以支承电池模块200的表面压力。

参照图4，其特征在于，多个紧固槽120以规律的间隔形成于外壳构件105上，并且安装部分400分别插入紧固槽120中并紧固至外壳构件105。根据本发明的车辆电池组组件，要求包括多个紧固槽120，以与电池组外壳构件105本身形成从正面支承大面积模块的表面压力的结构，并更有力地支承表面压力。在对应于安装部分400的点处形成的紧固槽120以规律的间隔隔开，以保证电池组的稳定性和易于装配。同样地，多个安装部分400可以形成于端板210的外侧，并以规律的间隔隔开。

此外，其特征在于，在外壳构件105中，插入紧固槽120的安装部分400所紧固至的部分形成于与安装部分400相同的高度h1处，而安装部分400未插入紧固槽120中并且未紧固至外壳构件105的部分，形成于与电池模块200相同的高度h2处。

电池模块200安装至电池外壳300的部分是插入紧固槽120的安装部分400所紧固至的部分，因此外壳构件105形成在与安装部分400相同的高度h1处，通过安装部分400和端板210对电池模块200施加表面压力。此外，电池模块200未安装至电池外壳300的部分是安装部分400未插入紧固槽120且未紧固至外壳构件105的部分，因此外壳构件105形成在与电池模块200相同的高度h2处，从而通过端板210形成在与安装部分400相同的高度h2处。插入紧固槽120的安装部分400所紧固至的部分和安装部分400未插入紧固槽120且未紧固至外壳构件105的部分两者都形成为具有恒定的高度，在使用CTP结构的电池模块200中形成强表面压力结构。

图5和图6是示出沿线C’截取的截面以及沿线D’截取的截面的视图，在沿线C’截取的截面中安装部分400插入并紧固至外壳构件105中的紧固槽120，在沿线D’截取的截面中安装部分400未插入并且未紧固至紧固槽120。参照图5和图6，在插入紧固槽120的安装部分400所紧固至的外壳构件105的部分，下部空间B的侧面与端板210形成表面接触并且支承电池模块200的表面压力，而在安装部分400未插入紧固槽120且未紧固至外壳构件105的部分，上部空间A和下部空间B的侧面与端板210形成表面接触并且支承电池模块200的表面压力。

参照图5中的截面C’，当安装部分400插入并紧固至紧固槽120时，形成下部空间B和中间壁C，而未形成上部空间A。安装部分400可以通过螺栓连接至在下部空间B的顶部部分形成的中间壁C，并且螺栓连接的安装部分400可以支承外壳构件105和端板210，在电池模块200中形成强表面压力结构。参照图6中的截面D’，上部空间A、下部空间B和中间壁C形成于安装部分400未插入且未紧固至紧固槽120的部分。下部空间B和中间壁C在安装部分400插入并紧固至紧固槽120的部分与安装部分400未紧固至的部分之间共享。由于形成在中间壁C中的紧固槽120，上部空间A的存在与否存在差异。在凸缘140的左侧与电池模块200接触的部分，用于支承端板210的外壳构件105形成为具有与电池模块200相同的高度h1和h2，使得电池模块200可以设计为直接具有强表面压力结构，从而使得稳定性最大化。

在根据本发明的车辆电池组组件中，在使用CTP结构的电池组件中，电池组外壳构件105本身形成用于从正面支承大面积模块的表面压力的结构而无需设置单独的电池组端板，从而有力地支承表面压力，电池组外壳构件105的使用使得电池组组件轻量，材料成本降低，并且电池组本身的稳定性得到改善。

为便于解释并在所附权利要求书中准确定义，术语“上部的”、“下部的”、“内部的”、“外部的”、“向上的”、“向下的”、“向上地”、“向下地”、“前面的”、“后面的”、“后部的”、“里面”、“外面”、“内在地”、“外在地”、“内部”、“外部”、“内部的”、“外部的”、“向内地”和“向外地”参照附图中显示的这些特征的位置，用于描述示例性实施例的特征。进一步理解，术语“连接”或其派生词既指直接连接又指间接连接。

本发明的预定示例性实施例的上述描述已经呈现，用于说明与描述。它们并不旨在穷举或将本发明限制于所公开的确切形式，显然，根据上述教导，可以进行许多修改与变化。选择与描述所述示例性实施例是为了解释本发明的某些原理及其实际应用，以使本领域的其他技术人员能够制作和利用本发明的各种示例性实施例，以及其各种替代方案与修改。本发明的范围根据所附权利要求书及其等效形式进行限定。