CN105936208A - 用于车辆总成的板式密封系统 - Google Patents

Abstract

根据本公开的一个示例性方面的密封系统，包括外部板、内部板、第一密封件及第二密封件等，第一密封件抵靠外部板被接收，并且配置为限制水分通过外部板进入，第二密封件抵靠内部板被接收，并且配置为限制水分通过内部板进入。

Description

用于车辆总成的板式密封系统

技术领域

本公开涉及一种用于电动车辆的车辆总成。该车辆总成包括密封系统，该密封系统配置为限制水分通过总成的壁的进入。

背景技术

减少机动车辆的燃油消耗和排放的必要性是众所周知的。因此，正在研发减少或完全消除对内燃发动机的依赖的车辆。电动车辆是为了这一目的研发的一种类型的车辆。通常，电动车辆不同于传统的机动车辆，因为它们选择性地由电池供能的电机驱动。相反，传统的机动车辆唯一地依赖内燃发动机来推动车辆。

许多车辆总成被用于容纳电动车辆的部件。这样的总成的一个示例是电池总成，该电池总成容纳多个电池单元，该多个电池单元被用于为电动车辆的电机及其他电负载供能。可能期望的是限制水分进入车辆总成的内部。

发明内容

根据本公开的一个示例性方面的密封系统包括，外部板、内部板、第一密封件和第二密封件等，第一密封抵靠外部板被接收，并且配置为限制水分通过外部板进入，第二密封抵靠内部板被接收，并且配置为限制水分通过内部板进入。

在前述系统的另一非限定性实施例中，管路穿过外部板和内部板被接收。

在前述系统之一的另一非限定性实施例中，管路通过延伸穿过外部板和内部板的每一个的开口被接收，第一密封件和第二密封件二者定位为围绕管路。

在前述任一系统的另一非限定性实施例中，该系统包括紧固件，该紧固件相对内部板固定外部板。

在前述任一系统的另一非限定性实施例中，紧固件穿过在外部板和内部板二者中形成的外围开口被接收。

在前述任一系统的另一非限定性实施例中，外部板的外围开口向帽中开放，该帽具有用于接合紧固件的内螺纹。

在前述任一系统的另一非限定性实施例中，第一密封件是外围密封件，第二密封件是O-型环密封件。

在前述任一系统的另一非限定性实施例中，第一密封件是聚合物浸渍裂解(PIP)密封件，并且第二密封件是橡胶密封件。

在前述任一系统的另一非限定性实施例中，外部板包括凹进表面，并且第一密封件被接收在该凹进表面内。

在前述任一系统的另一非限定性实施例中，内部板包括凹进表面，并且第二密封件被接收在该凹进表面中。

根据本公开的另一示例性方面的车辆总成包括：包括壁的外壳，安装至该壁并且包括与该壁的外表面邻接的外部板、与该壁的内表面邻接的内部板、以及设置在外部板和内部板之间的密封件的密封系统等。管路延伸穿过内部板、壁及外部板。

在前述总成的另一非限定性实施例中，密封件是外围密封件。

在前述总成之一的另一非限定性实施例中，密封件是O-型环密封件。

在前述任一总成的另一非限定性实施例中，密封件是外围密封件，并且包含是O-型环密封件的第二密封件。

在前述任一总成的另一非限定性实施例中，密封件设置为围绕管路，并且配置为限制水分通过壁的开口进入。

根据本公开的另一示例性方面的车辆包括，多个电池单元、容纳该多个电池单元的外壳、与该多个电池单元接触的冷却板、以及安装至外壳的壁并且配置为围绕管路密封的密封系统等，该管路从冷却板延伸，穿过密封系统和壁直至外壳的外部。

在前述车辆的另一非限定性实施例中，管路沿不含任何弯曲的线性轴线延伸。

在前述车辆之一的另一非限定性实施例中，密封系统包括外部板、内部板、O-型密封件及外围密封件。

在前述任一车辆的另一非限定实施例中，外部板抵靠壁的外表面被接收，并且内部板抵靠壁的内表面被接收。

在前述任一车辆的另一非限定性实施例中，O-型环密封件定位为在内部板和壁之间围绕管路，并且外围密封件定位为在外部板和壁之间围绕管路。

前述段落、权利要求或下面的说明书及附图的实施例、示例或替代物，包括任意它们的各个方面或各自的单独特征，可以单独或任意结合地使用。结合一个实施例描述的特征可以应用于所有实施例，除非这些特征是不兼容的。

通过下面的具体实施方式，本公开的各个特征和优点对于本领域技术人员来说将变得显而易见。伴随具体实施方式的附图可以简单地描述如下。

附图说明

图1示意性说明了电动车辆的动力传动系统；

图2是车辆总成的外部视图；

图3是图2的车辆总成的内部视图；

图4说明了图2的车辆总成的俯视图；

图5说明了车辆总成的密封系统的分解图；

图6A、6B和6C说明了图5的密封系统的外部板；

图7说明了图5的密封系统的内部板；

图8说明了图5的密封系统的密封件；

图9说明了使用板式密封系统的电池总成；

图10是图9的电池总成的横截面视图。

具体实施方式

本公开详述了一种用于车辆总成的板式密封系统。该密封系统可以包括外部板、内部板及一个或多个设置在外部板和内部板之间的密封件。在一些实施例中，密封系统是车辆总成的一部分，该车辆总成包括具有壁的外壳及延伸穿过内部板、壁和外部板的管路。该密封系统限制水分通过板和壁进入外壳的内部。在其他实施例中，车辆总成是电池总成，该电池总成包括多个电池单元及与该电池单元接触的冷却板。该密封系统密封总成的管路与壁的界面以限制水分进入电池总成的内部。在该具体实施方式的下面的段落中更加详细地讨论这些及其他特征。

图1示意性示说明了用于电动车辆12的动力传动系统10。尽管描述为混合动力电动车辆(HEV)，应该理解的是在此描述的构思并不限于HEV并且可以延伸至包括但是不限于插电式混合动力电动车辆(PHEV)和电池电动车辆(BEV)的其他电动车辆。

在一个实施例中，动力传动系统10是使用第一驱动系统和第二驱动系统的动力分配动力传动系统。第一驱动系统包括发动机14和发电机18(即，第一电机)的结合。第二驱动系统至少包括马达22(即，第二电机)、发电机18及电池总成24。在该示例中，第二驱动系统被认为是动力传动系统10的电力驱动系统。第一和第二驱动系统产生扭矩以驱动电动车辆12的一组或多组车辆驱动轮28。尽管示为动力分配配置，本公开延伸至包括全混合动力、并联式混合动力、串联式混合动力、轻度混合动力或微混合动力的任何混合动力或电动车辆。

在一个实施例中是内燃发动机的发动机14和发电机18可以通过例如行星齿轮组的动力传输单元30连接。当然，包括其他齿轮组及变速箱的其他类型的动力传输单元也可以用于连接发动机14与发电机18。在一个非限定性实施例中，动力传输单元30是行星齿轮组，该行星齿轮组包括环形齿轮32、中心齿轮34及行星齿轮架总成36。

发电机18可以由发动机14通过动力传输系统30驱动以将动能转换为电能。发电机18可以可替换地起到马达的作用以将电能转换为动能，因此向连接至动力传输单元30的轴38输出扭矩。由于发电机18可操作地连接至发动机14，因此发动机14的转速可以由发电机18控制。

动力传输单元30的环形齿轮32可以连接至轴40，该轴40通过第二动力传输单元44连接至车辆驱动轮28。第二动力传输单元44可以包括具有多个齿轮46的齿轮组。其他动力传输单元也是适用的。齿轮46将扭矩从发动机14传输至差速器48以最终向车辆驱动轮28提供牵引力。差速器48可以包括能够使扭矩传输至车辆驱动轮28的多个齿轮。在一个实施例中，第二动力传输单元44通过差速器48机械地连接至轴50以向车辆驱动轮28分配扭矩。

马达22还可以用于通过向同样连接至第二动力传输单元44的轴52输出扭矩来驱动车辆驱动轮28。在一个实施例中，马达22与发电机18协作作为再生制动系统的一部分，其中，马达22和发电机18二者可以用作马达以输出扭矩。例如，马达22和发电机18的每一个可以向电池总成24输出电能。

电池总成24是电动车辆电池的一个示例性类型。电池总成24可以包括高压牵引电池组，该高压牵引电池组包括多个电池阵列或电池单元的群组，能够输出电能以运行马达22和发电机18。其他类型的能量储存装置和/或输出装置也可以用于电力地驱动电动车辆12。

在一个非限定性实施例中，电动车辆12具有两个基础运行模式。电动车辆12可以在电动车辆(EV)模式下运行，其中马达22(通常没有来自发动机14的辅助)被用于车辆驱动，因此消耗电池总成24的荷电状态直至其特定行驶模式/循环下的最大允许放电率。EV模式是用于电动车辆12的运行的电荷消耗模式的一种示例。在EV模式期间，电池总成24的荷电状态可以在某些环境下增加，例如由于再生制动的阶段。在默认的EV模式下发动机14通常关闭(OFF)，但是如果必要可以基于车辆系统状态或如由操作者所允许地被操作。

电动车辆12可以另外在混合动力(HEV)模式下运行，其中发动机14和马达22二者均用于车辆驱动。HEV模式是用于电动车辆12运行的电荷维持模式的一种示例。在HEV模式期间，电动车辆12可以减少马达22的驱动的使用以便通过增加发动机14的驱动的使用将电池总成24的荷电状态保持在恒定或接近恒定的水平。在本公开范围内，电动车辆12可以在除了EV和HEV模式以外的其他运行模式下运行。

图2、3和4说明了可以并入电动车辆的车辆总成54的部分。例如，车辆总成54可以用在图1的电动车辆12中。车辆总成54可以是需要密封以限制水分进入车辆总成54内的任意总成。在一个非限定性实施例中，车辆总成54是用于电动车辆的高压牵引电池总成(例如，见图9的实施例)。

车辆总成54包括限定用于容纳一个或多个车辆部件的内部66的外壳60。外壳60包括围绕内部66的多个壁65。外壳60可以包含任意尺寸、形状或配置。也就是说，外壳60并不限于图2和图3示出的特定配置。例如，尽管图2和3中示为具有开放的顶部，另一壁65可以沿外壳60的顶部延伸以覆盖容纳在内部66中的车辆部件。

管路70可以延伸穿过外壳60的壁65中的一个。管路70可以在穿过壁65形成的开口72中延伸。管路70可以连接在外壳60内部的部件和外壳60外部的部件之间，以便在内部66和外部之间连通流体。开口72是穿过壁65形成的孔并且因此必须被密封以防止水分进入外壳60的内部。密封系统74因此可以安装至壁65以密封由开口72产生的任何泄漏路径。

在一个实施例中，密封系统74包括外部板76和内部板78。外部板76与壁65的外表面80邻接(见图2)，并且内部板78与壁65的内表面82邻接(见图3)。壁65的一部分夹在外部板76和内部板78之间。管路70延伸穿过内部板78，然后穿过壁65，并且然后穿过外部板76以在外壳的内部66和外部78之间连通(在图4中最佳地示出)。如下面进一步讨论的，密封系统74可以包括用于密封穿过壁65存在的任何泄露路径的多个机构。

继续参照图2、3和4，图5进一步说明了密封系统74。密封系统74可以包括外部板76、内部板78、紧固件84(示为两个)、O-型环密封件(示为两个)及外围密封件88。如上所述，外部板76配置为附接于壁65的外表面80，并且内部板78配置为附接于壁65的内表面82。在一个非限定性实施例中，外部板76和内部板78是铸造铝板并且可以采用任何尺寸和形状。

紧固件84相对外部板76固定内部板78。例如，紧固件84可以被固定以将外部板76和内部板78一起固定在壁65的相对侧(见图4)。在一个实施例中，紧固件84可以在从壁65的内表面82向外表面80方向上被接收。紧固件84穿过内部板78的外围开口90及外部板76的外围开口92被接收。在一个非限定性实施例中，紧固件84是螺栓，然而其它类型的紧固件也是可以预期的。密封系统74可以使用任何数量的紧固件以相对外部板76固定内部板78。

在一个实施例中，O-型环密封件86是橡胶密封件。一种适合的橡胶材料包括三元乙丙橡胶。然而，其它材料也是可以预期的。密封系统74可以使用任何数量的O-型环密封件86，并且没有必要是图5所示的只有两个。外围密封件88可以是聚合物浸渍裂解(PIP)密封件，这些密封件使用包括渗透进入陶瓷基材的低粘度聚合物的陶瓷基复合材料制造。O-型环密封件86在管路70上方(例如，每个管路一个密封件)被接收并抵靠内部板78(即，O-型环密封件86设置在壁65的第一侧上)，而外围密封件88抵靠外部板76被接收(即，如图4所示，外围密封件88设置在与O-型环密封件86相对的壁65的第二侧上)。在另一实施例中，O-型环密封件86可以由一体式橡胶密封件或其他PIP密封件替代。

管路70的尺寸设置为延伸穿过内部板78的开口94及外部板76的开口96。在一个非限定性实施例中，管路70可以固定地固定至外部板76和内部板78。适合的附接方法包括但是不限于硬钎焊、焊接、粘合和软钎焊。

图6A、6B和6C说明了外部板76的其他特征。外部板76包括第一面77和相对的第二面79。一旦被安装，外部板76的第一面抵接壁65的外表面80，并且第二面79背对壁65(见图4)。

第一面77可以包括凹进表面81。该凹进表面81的尺寸和形状设置为接收外围密封件88。在一个实施例中，凹进表面81的形状匹配外围密封件88的形状。如图6B中最佳地示出的，外围密封件88从凹进表面81向外轻微地伸出使得外围密封件88的一部分延伸到第一表面77的上方。外围密封件88围绕外部板76的外围密封，包括围绕外围开口92和开口96二者。

外围开口92和开口96延伸穿过外部板76。在一个实施例中，外围开口92和开口96延伸穿过第一面77和第二面79。外围开口92向从第二面79突出的帽83中开放。在一个实施例中，帽83是闭合端部的并且包括用于结合密封系统74的紧固件84(见图5)的内部螺纹。

图7进一步说明了图5的密封系统74的外围密封件88。外围密封件88包括多个环85和连接在邻近的环85之间的臂87。如图6A、6B和6C所示，环85围绕外部板76的外围开口92和开口96密封以限制水分进入。也就是说，外围密封件88的环85密封可能通过外围开口92和开口96存在的任何泄漏路径。

图8进一步说明了图5的密封系统74的内部板78。该内部板78包括第一面91和相对的第二面93。一旦被安装，内部板78的第一面91抵接壁65的内表面82，而第二面93面向外壳60的内部66(见图4)。第一面91可以包括凹进表面95。该凹进表面95的尺寸和形状设置为接收一个或多个O-型环密封件86。该O-型环密封件86围绕接收管路70的开口94密封。外围开口90和开口94二者延伸穿过内部板78(即，延伸穿过第一面91和第二面93)。

图9和图10说明了用于在电动车辆中使用的电池总成154。该电池总成154是可以得益于本公开的教导的车辆总成的一个非限定性示例。该示例性电池总成154包括用于向各种车辆部件提供电能的电池阵列156，该电池阵列156可以描述为电池单元158的群组。尽管图9中说明了两个电池阵列156，在本公开的范围内，电池总成154可以包括单个电池阵列或多个电池阵列。换句话说，本公开并不限于图9中所示的特定配置。

每个电池阵列156包括沿每个电池阵列156的跨度距离并列堆放的多个电池单元158。尽管未在图9-10的高度示意图中描述，电池单元158可以使用汇流条总成彼此电力地连接。在一个实施例中，电池单元158是棱柱状锂离子电池单元。然而，在本公开的范围内，可以可替换地使用具有其他几何形状(圆柱状、口袋状等)和/或其他化学反应(镍氢电池、铅酸电池等)的电池单元。

外壳160(图9中虚线所示)围绕电池阵列156。外壳160定义用于容纳电池阵列156及电池总成154的潜在的其他部件的内部166。在一个非限定性实施例中，外壳160包括托盘162和盖164，该盖164构建围绕内部166的多个壁165。

在一些情况下，电池阵列156的电池单元158在充电和放电操作中可能产生热量。在车辆关闭的情况下，由于相对热的环境状况，热量还可以传输进电池单元158。在其他情况下，例如相对冷的环境状况下，电池单元158可能需要被加热。冷却板199因此可以用作用于热调节(即，加热或冷却)电池单元158的热管理系统的一部分。

在一个非限定性实施例中，电池总成154的电池阵列156设置在冷却板199的顶上使得冷却板199与每个电池单元158的底面接触。流体可以穿过冷却板199流通以向电池总成154增加热量或从电池总成154带走热量。管路170提供用于使流体流入冷却板199或从冷却板199流出的导管。在一个实施例中，管路170伸出穿过外壳160的其中一个壁165以便与其他热管理部件连接。

在一个非限定性实施例中，管路170从冷却板199的边缘的横向延伸并且沿完全的线性轴线(即不含任何弯曲)延伸。管路170延伸穿过其中一个壁165，在该示例中该壁165是外壳160的侧壁。电池总成154可以包括密封系统174，该密封系统174在管路170穿过壁165伸出的位置围绕管路170密封。

现在主要参照图10，密封系统174可以包括外部板176、内部板178、第一密封件186和第二密封件188。外部板176固定至壁165的外表面180，并且内部板178固定至壁165的内表面182。第一密封件186和第二密封件188二者可以设置在外部板176和内部板178之间。在一个实施例中，第一密封件186设置为围绕管路170，并且轴向设置在壁165的内表面182和内部板178之间，并且第二密封件188轴向设置在壁165的外表面180和外部板176之间。

尽管不同的非限定性实施例被描述为具有特定的部件或步骤，本公开的实施例并不限于这些特定的组合。结合来自任何另一个非限定性实施例的特征或部件使用来自任何一个非限定性实施例的部件或特征是可行的。

应该理解的是，相似的附图标记标示遍及多个附图中的相应的或相似的元件。应该理解的是，尽管在这些示例性实施例中公开并说明了特定的部件设置，其他设置也可以得益于本公开的教导。

前述说明书应该被理解为说明性的而非任何限定意义的。本领域的技术人员将理解的是，一些修改将落入本公开的范围内。由于这些原因，应该研究下面的权利要求书以确定本公开的真实保护范围和内容。

Claims (10)

1.一种密封系统，包含：

外部板；

内部板；

第一密封件，所述第一密封件抵靠所述外部板被接收，并且配置为限制水分通过所述外部板进入；以及

第二密封件，所述第二密封件抵靠所述内部板被接收，并且配置为限制水分通过所述内部板进入。

2.根据权利要求1所述的系统，包含管路，所述管路穿过所述外部板和所述内部板被接收。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述管路通过延伸穿过所述外部板和所述内部板中的每一个的开口被接收，所述第一密封件和所述第二密封件二者定位为围绕所述管路。

4.根据权利要求1所述的系统，包含紧固件，所述紧固件相对于所述内部板固定所述外部板。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述紧固件穿过在所述外部板和所述内部板二者中形成的外围开口被接收。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述外部板的所述外围开口向帽中开放，所述帽具有用于接合所述紧固件的内螺纹。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一密封件是外围密封件，并且所述第二密封件是O-型环密封件。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一密封件是聚合物浸渍裂解(PIP)密封件，并且所述第二密封件是橡胶密封件。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述外部板包括凹进表面，并且所述第一密封件被接收在所述凹进表面内。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述内部板包括凹进表面，并且所述第二密封件被接收在所述凹进表面内。