电池系统和具有可拆卸地联接在一起的两个歧管构件的歧管组件

摘要

本发明的一个实施例涉及一种歧管组件。该组件包括具有第一管状壁的第一歧管构件。第一歧管构件包括邻近第一端部部分地布置在第一内表面上的第一密封构件和从第二端部部分延伸的第一水管连接部分。歧管组件还包括具有第二管状壁的第二歧管构件。第二歧管构件包括邻近第三端部部分地布置在第二内表面上的第二密封构件和从第四端部部分延伸的第二水管连接部分。

说明书

技术领域

本申请主要涉及一种电池系统和具有可拆卸地联接在一起的两个 歧管构件的歧管组件。

背景技术

歧管已经被开发用于冷却电池组。然而，各个歧管不能够被容易 地联接到其它的歧管。

因此，本发明的发明人已认识到一种对消除和/或减轻上述缺陷的 改进电池系统和歧管组件的需求。

发明内容

提供一种根据示例性实施例的歧管组件。该歧管组件包括具有第 一管状壁的第一歧管构件，该管状壁具有第一端和第二端。第一管状 壁还包括限定从第一端延伸到第二端的第一中心孔的第一内表面。第 一管状壁还包括延伸通过其的第一多个孔。第一歧管构件还包括在第 一多个孔上方布置在第一管状壁上的第一多个管状端口构件。第一歧 管构件还包括：第一密封构件，其邻近第一端地布置在的第一内表面 上；以及第一阳性连接部分，其从第二端延伸。歧管组件还包括第二 歧管构件，其具有带有第三端和第四端的第二管状壁。第二管状壁还 包括第二内表面，其限定从第三端延伸到第四端的第二中心孔。第二 管状壁还具有通过其延伸的第二多个孔。第二歧管构件还包括在第二 多个孔上方布置在第二管状壁上的第二多个管状端口构件。第二歧管 构件还包括：第二密封构件，其邻近第三端地布置在第二内表面上； 和第二阳性连接部分，其从第四端延伸。第一歧管构件的第一阳性连 接部分被构造成在第二中心孔内可拆卸地联接到第二歧管构件的第四 端，使得第二歧管构件的第二密封构件接触第一阳性连接部分的外表 面。

提供一种根据另一示例性实施例的电池系统。该电池系统包括多 个电池单元和邻近该多个电池单元布置的多个热交换器。该电池系统 还包括具有第一歧管构件和第二歧管构件的歧管组件。第一歧管构件 和第二歧管构件分别与第一多个热交换器和第二多个热交换器流体连 通。第一歧管构件具有带有第一端和第二端的第一管状壁。第一管状 壁还包括限定从第一端延伸到第二端的第一中心孔的第一内表面。第 一管状壁还包括延伸通过其的第一多个孔。第一歧管构件还包括在第 一多个孔上方布置在第一管状壁上的第一多个管状端口构件。第一歧 管构件还包括：第一密封构件，其邻近第一端地布置在第一内表面上； 和第一阳性连接部分，其从第二端延伸。第二歧管构件具有带有第三 端和第四端的第二管状壁。第二管状壁具有第二内表面，其限定从第 三端延伸到第四端的第二中心孔。第二管状壁还包括延伸通过其的第 二多个孔。第二歧管构件还包括在第二多个孔上方布置在第二管状壁 上的第二多个管状端口构件。第二歧管构件还包括：第二密封构件， 其邻近第三端地布置在第二内表面上；和第二阳性连接部分，其从第 四端延伸。第一歧管构件的第一阳性连接部分被构造成在第二中心孔 内可拆卸地联接到第二歧管构件的第四端，使得第二密封构件接触第 一阳性连接部分的外表面。第一歧管构件的第一多个管状端口构件被 联接到第一多个电池单元组件的第一多个热交换器。第二歧管构件的 第二多个管状端口构件被联接到第二多个电池单元组件的第二多个热 交换器。

附图说明

图1是根据示例性实施例的具有电池组和冷却系统的电池系统的 一部分的示意图；

图2是图1的电池系统的框图；

图3是图1的电池系统的一部分的放大图；

图4是图1的电池系统的一部分的另一放大图，示出其中的电池 单元和热交换器；

图5是图1的电池系统的一部分的另一放大图，示出其中的电池 单元；

图6是图1的电池系统的一部分的截面图，示出其中的电池单元；

图7是在图1的冷却系统中使用的第一歧管构件和第二歧管构件 的示意图；

图8是图7的第一歧管构件的示意图；

图9是图8的第一歧管构件的另一示意图；

图10是图8的第一歧管构件的截面图；

图11是在图1的电池系统中使用的连接组件的一部分的示意图；

图12是根据另一示例性实施例的在图1的电池系统中使用的图11 的连接组件的侧视图；

图13是图12的连接组件的后视图；

图14是在图12的连接组件中使用的连接接头的侧视图；

图15是图14的连接接头的截面图；

图16是图14的连接接头的另一视图；

图17是在图11的连接组件中使用的固位构件的示意图；

图18是图17的固位构件的后视图；

图19是图17的固位构件的侧视图；

图20是根据另一示例性实施例的在图1的电池系统中使用的端盖 的放大示意图；

图21是图20的端盖的截面图；

图22是图20的端盖的另一视图；

图23是图20的端盖的另一截面图；并且

图24是能够在图1的冷却系统中使用的可替换第一歧管构件和第 二歧管构件的示意图。

具体实施方式

参考图1-图4，示出根据示例性实施例的电池系统10。电池系统 10包括电池组20和用于冷却电池组20的冷却系统22。电池组20包 括电池模块30、32，电池模块30、32中具有用于冷却电池模块30、 32中的电池单元的多个热交换器。电池模块定义为物理或电联接在一 起的至少两个电池单元。

冷却系统22包括储存器60、泵62、歧管组件64、歧管组件66 和导管68、70、72。储存器60在其中保持流体。泵62通过导管68泵 送来自储存器60的流体。然后，泵62将流体通过导管70泵送到歧管 组件64中。流体通过歧管组件64流入电池模块30中的多个热交换器 和电池模块32中的另外多个热交换器中。歧管组件66接收来自电池 模块30、32中的热交换器的加热流体，并且将加热流体通过导管72 引导回到储存器60。

参考图5和图6，电池模块32被构造成输出能够用于向电动车辆 或混合动力车辆的电动机提供电能的工作电压。电池模块32包括：多 个电池单元100，其包括电池单元102、104、106、108、110；多个热 交换器120，其包括热交换器122、124；以及多个框架构件150，其包 括框架构件150、152、154。

如图所示，热交换器122布置在电池单元102、104之间，以从电 池单元102、104提取热能。此外，热交换器124布置在电池单元106、 108之间，以从电池单元106、108提取热能。框架构件150、152被构 造成可拆卸地联接在一起并且在其间保持电池单元102、热交换器122 和电池单元104。框架构件152、154被构造成可拆卸地联接在一起并 且在其间保持电池单元106、热交换器124和电池单元108。

在一个示例性实施例中，多个电池单元100为矩形袋式锂离子电 池单元。当然，也能够使用本领域技术人员已知的其它类型的电池单 元。由于多个电池单元100中的每个都具有基本类似的结构，所以为 了简单，将仅更详细地描述电池单元102。如图所示，电池单元102具 有矩形袋式本体170和从本体170延伸的电极172、174。电池单元102 产生在电极172、174之间的电压。

参考图4和图6，多个热交换器120具有彼此相同的结构。因此， 为了简单，下文将仅更详细地描述热交换器122的结构。热交换器122 包括：矩形本体190，其限定内部流径；入口端口192，其用于将流体 从歧管组件64接纳到本体190中；以及出口端口194，其用于将流体 从本体190引导到歧管组件66中。在一个示例性实施例中，热交换器 120由铝构成。在另一示例性实施例中，热交换器120由不锈钢构成。 当然，能够使用本领域技术人员已知的其它材料来构造热交换器120。

参考图1，歧管组件64被构造成将冷却流体引入电池模块30、32 的热交换器中。歧管组件64包括：歧管构件250、252；连接组件254， 其具有连接接头260和固位构件262；以及端盖270。

参考图1和图7-图10，歧管构件250被构造成将流体引导到电池 模块30的热交换器中。歧管构件250包括：管状壁290；管状端口构 件330、332、334、336、338、340、342、344、346、348；密封构件 360；以及阳性连接部分370。

管状壁290具有第一端292和第二端294。在一个示例性实施例 中，管状壁290由塑料，诸如聚乙烯或聚丙烯构成。管状壁290包括 内表面297，其限定从第一端292到第二端294延伸管状壁290的纵向 长度的中心孔296。管状壁290也具有延伸穿过管状壁290的多个孔 300、302、304、306、308、310、312、314、316、318。此外，管状 壁290也具有在其中延伸的槽口320、321、322、324。

管状端口构件330至348分别在孔300至318上方布置在管状壁 290上。在一个示例性实施例中，管状端口构件330至348由弹性体， 诸如苯乙烯、乙烯、丁烯、丙烯和二烯中的至少一种构成。当然，能 够使用本领域技术人员已知的其它类型的弹性体构造管状端口构件 330至348。管状端口构件330至348被进一步可拆卸地联接至电池模 块30中的热交换器上的入口端口。利用由弹性体构造的管状端口构件 330至348的优点在于，管状端口构件330至348能够易于可拆卸地联 接至热交换器的入口端口，并且与入口端口形成不透流体的密封。

参考图1、图8和图10，密封构件360布置在内表面297的邻近 第一端292的一部分上。在一个示例性实施例中，密封构件360由弹 性体，诸如苯乙烯、乙烯、丁烯、丙烯和二烯中的至少一种构成。当 然，能够使用本领域技术人员已知的其它类型的弹性体构造密封构件 360。利用由弹性体构造的密封构件360的优点在于，密封构件360能 够易于可拆卸地联接至连接组件254的连接接头260，并且与连接接头 260形成不透流体的密封。

阳性连接部分370从第二端294延伸并且被构造成接合歧管构件 252，以便将歧管构件250联接至歧管构件252。阳性连接部分370由 塑料诸如聚乙烯或聚丙烯构成。

参考图1和图7，歧管构件252被联接至歧管构件250并且与歧 管构件250流体连通。歧管构件252被构造成将流体引导到电池模块 32的热交换器中。歧管构件252有利地具有和歧管构件250相同的结 构，这降低了部件成本。歧管构件252包括：管状壁390；管状端口构 件430、432、434、436、438、440、442、444、446、448；密封构件 460；以及阳性连接部分470。

管状壁390具有第一端392和第二端394。在一个示例性实施例 中，管状壁390由塑料诸如聚乙烯或聚丙烯构成。管状壁390包括内 表面398，其限定从第一端392至第二端394延伸管状壁390的纵向长 度的中心孔396。管状壁390也具有延伸穿过其中的多个孔400、402、 404、406、408、410、412、414、416、418。此外，管状壁390具有 在其中延伸的槽口420、421、422（参见图20），以及未示出的另一 槽口。

管状端口构件430至448分别在孔400至418上方布置在管状壁 390上。在一个示例性实施例中，管状端口构件430至448由弹性体， 诸如苯乙烯、乙烯、丁烯、丙烯和二烯中的至少一种构成。当然，能 够使用本领域技术人员已知的其它类型的弹性体构造管状端口构件 430至448。管状端口构件430至448被进一步可拆卸地与电池模块32 中的热交换器上的入口端口联接。利用由弹性体构造的管状端口构件 430至448的优点在于，管状端口构件430至448能够易于可拆卸地联 接至热交换器的入口端口，并且与入口端口形成不透流体的密封。

密封构件460布置在内表面397的邻近第一端392的一部分上。 在一个示例性实施例中，密封构件460由弹性体，诸如苯乙烯、乙烯、 丁烯、丙烯和二烯中的至少一种构成。当然，能够使用本领域技术人 员已知的其它类型的弹性体构造密封构件460。利用由弹性体构造的密 封构件460的优点在于，密封构件460能够易于抵着歧管构件250的 阳性连接部分370被可拆卸地联接以与阳性连接部分370形成不透流 体的密封。

阳性连接部分470从第二端394延伸并且被构造成接合端盖270， 以便将歧管构件252联接至端盖270。阳性连接部分470由塑料诸如聚 乙烯或聚丙烯构成。

参考图7，当将联接构件250、252联接在一起时，歧管构件250 的阳性连接部分370在中心孔396内被可拆卸地联接至歧管构件252 的第二端392，使得歧管构件252的密封构件460接触阳性连接部分 370的外表面，并且形成在歧管构件250、252之间的不透流体的密封。

参考图24，在可替换实施例中，具有相同结构的歧管构件850、 852能够分别代替歧管构件250、252。歧管构件850和歧管构件250 的主要区别在于，歧管构件850具有其中带有周边凹槽的阳性连接部 分870，周边凹槽在其中保持O形环872。O形环872接触歧管构件852 的内表面以形成在歧管构件850、852之间的不透流体的密封。

参考图1、图2和图11-图13，连接组件254被设置成联接歧管组 件64的歧管构件250和导管70，因而允许流体从导管70通过连接组 件254流入歧管构件250。连接组件254包括连接接头260和固位构件 262。在一个示例性实施例中，连接接头260和固位构件262由塑料构 成。当然，在可替换实施例中，连接接头260和固位构件262能够由 本领域技术人员已知的其它材料构成。

参考图1、图14和图16，连接接头260包括管状联接部分500、 邻接环510、拱形管状本体512和凸脊514、516。管状联接部分500 包括第一端530和第二端532。管状联接部分500还包括从第一端530 延伸至第二端532的中心孔534。邻接环510在距该部分500的第一端 530的预定距离处围绕管状联接部分500的外表面布置。拱形管状本体 512具有第一端540和第二端542以及从第一端540延伸至第二端542 的中心孔535，该中性孔535与中心孔534流体连通。在一个示例性实 施例中，拱形管状本体512中具有90°弯曲。90°弯曲的优点在于，相 对紧密布置并且基本平行于电池模块30的外表面的导管能够易于联接 至连接接头260的管状联接部分500，连接接头260进一步联接至歧管 250。当然，在可替换实施例中，本体512能够具有另一角度的弯曲或 者其中不具有弯曲。凸脊514、516被构造成可拆卸地接合导管70的 内表面（参见图2），以和导管70形成不透流体的密封。凸脊514、 516从拱形管状本体512的外表面向外延伸，并且绕本体512周向延伸。 此外，凸脊516邻近本体512的第二端542布置，并且凸脊514布置 在凸脊516和本体512的第一端540之间。

参考图2、图11和图14，管状联接部分500布置在歧管构件250 的管状壁290的中心孔296中，并且接触密封构件360以形成不透流 体的密封。该构造的优点在于，连接接头260能够在中心孔296内旋 转至用于将导管70联接至连接接头260的期望角位置。

参考图1、图11-图14和图17-图19，设置固位构件262以可拆卸 地联接歧管构件250的一端上的连接接头260。固位构件262具有环状 部分600和在第一方向上从环状部分600延伸的第一指状部分610和 第二指状部分612。环状部分600限定其中的中心孔630。固位构件262 还包括从环状部分600向内延伸到中心孔630中的突出614、616、618、 620。第一指状部分610具有延伸部分640和突出部分642。延伸部分 640在第一方向上远离环状部分600延伸。突出部分642基本垂直于延 伸部分640地远离延伸部分640延伸。第二指状部分612具有延伸部 分650和突出部分652。延伸部分650在第一方向上远离环状部分600 延伸。突出部分652基本垂直于延伸部分650地远离延伸部分640延 伸。环状部分600可滑动地布置在连接接头254的环状本体512上， 使得通过中心孔630接纳环状本体512，并且环状部分600可滑动地布 置成抵靠着邻接环510。中心孔630的直径小于邻接环500的外径。第 一指状部分610和第二指状部分612被构造成分别可拆卸地接合歧管 构件250的管状壁290中的槽口322、320，以将连接接头254轴向保 持在歧管构件250上。具体地，指状部分610、612的突出部分642、 652分别可拆卸地接合歧管构件250的管状壁290中的槽口322、320， 以将连接接头254轴向保持在歧管构件250上。在一个示例性实施例 中，固位构件262由塑料构成。当然，能够使用本领域技术人员已知 的其它材料构造固位构件262。利用由塑料构造的指状部分610、612 的优点在于，当绕管状壁290的外表面旋转指状部分610、612时，指 状部分610、612能够轻微地弯曲，直到将指状部分610、612分别安 置在槽口322、320中。

参考图1和图20-图23，端盖270被构造成被联接至阳性连接部 分470和歧管构件250的管状壁290的端部294，以流体密封阳性连接 部分470中的开口。在一个示例性实施例中，端盖270由塑料构成。 当然，在可替换实施例中，端盖270能够由本领域技术人员已知的其 它材料构成。端盖270包括环形本体700、密封构件710以及第一指状 部分712和第二指状部分714。环形本体700具有内表面730，其限定 延伸到环形本体700中但不完全穿过环形本体700的孔732。密封构件 710布置在环形本体700的内表面730的至少一部分上。第一指状部分 712和第二指状部分714在第一方向上从环形本体700延伸，第一指状 部分712和第二指状部分714被构造成可拆卸地接合管状壁390中的 第一槽口422和第二槽口421，使得内表面730接触阳性连接部分470 的外表面，并且端盖270可拆卸地附接至阳性连接部分470和管状壁 390。第一指状部分712具有延伸部分740和突出部分742。延伸部分 740在第一方向上远离环形本体700延伸。突出部分742基本垂直于延 伸部分740地远离延伸部分740延伸。第二指状部分714具有延伸部 分750和突出部分752。延伸部分750在第一方向上远离环形本体700 延伸。突出部分752基本垂直于延伸部分750地远离延伸部分750延 伸。参考图23，第一指状部分712和第二指状部分714处于将环形本 体700平分为两个相等尺寸区域的平面中，在图23中示出其中一个区 域。密封构件710也由弹性体，诸如苯乙烯、乙烯、丁烯、丙烯、和 二烯中的至少一种构成。利用由塑料构造的指状部分712、714的优点 在于，当绕管状壁390的外表面旋转指状部分712、714时，指状部分 712、714能够轻微地弯曲，直到将指状部分712、714分别安置在槽口 422、421中。

参考图1，在上述操作期间，歧管组件64将流体引导到电池模块 30、32中的热交换器中，用于冷却电池模块30、32中的电池单元。

参考图1和图2，设置歧管组件66以从电池模块30、32中的热 交换器中的出口端口接纳流体，并且通过导管72将流体引导到储存器 60。歧管组件66包括：歧管构件850、852；连接组件854，其具有连 接接头860和固位构件862；以及端盖870。歧管构件850、852分别 具有和歧管构件250、252相同的结构。歧管构件850、852分别联接 至电池模块30、32中的热交换器的出口端口。端盖870也具有和端盖 270相同的结构。

上述电池系统和歧管组件相对于其它系统提供了显著的优点。具 体地，该电池系统和歧管组件利用能够被容易地可拆卸地联接在一起 的两个歧管构件，这减少了组装时间。

虽然已参考示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应 理解，在不偏离本发明的范围的情况下可做出各种变化并且等效物可 代替本发明的元件。另外，在不偏离本发明的本质范围的情况下，可 做出许多变型，以适合针对本发明的教导的具体情况或材料。因此， 本发明无意限于所公开的用于传达本发明的具体实施例，相反，本发 明将包括落入附加权利要求范围内的所有实施例。此外，使用术语第 一、第二等以区分一个元件和另一元件。此外，使用术语一、一个等 不表示限制数量，而是表示存在至少一个参考元件。