CN104220286A - 用于机动车辆的电池组的电气模块的壳及相关联的电池组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机动车辆用的电池组的壳。包括多个电池单元的模块与热调节片关联。壳的壁包括凸起元件,并在热调节片上施加压紧力。本发明还涉及电池组。
Description
技术领域
本发明涉及用于机动车辆的电池组的电气模块的壳以及这样的电池组。
背景技术
根据本发明,“电池单元”指的是能够产生电流的电气设备单元。一般地,一个电池单元能够产生电压包括在2至4伏(一般为3.7伏)的电流,并通常用于以串联的方式与其他电池单元连接,以提供更高电压的电流。
电池单元可以具有刚性或柔性套。在柔性套的情况下,称为“软包装电池”(英文为pouch cell,法文为cellue poche)。
“模块”指的是具有刚性自承载结构的多个电池单元的组合,该刚性自承载结构可以由包裹多个具有刚性或柔性套的电池单元的单一刚性套构成,或者由相互并置的多个具有刚性套的电池单元组装构成。
最后,“电池组”指的是包含至少一个模块和该模块的热调节装置的电气组合,其中热调节装置的形式为至少一个热调节片。
热调节片一般是冷却的,并因此对于模块具有冷却性。然而,不排除在气候条件不利的时候,热调节片可以至少暂时地用于加热模块,以使其达到最优工作温度。热调节片可以包括供载热流体流通的内部管道。
在US 2010/0025132A2中描述了设有冷却装置的电池单元模块,该冷却装置可以是保持在43℃以下的冷却片、散热器或冷空气的循环系统,该冷空气来自于车辆的总冷却回路。
在该组合中,重要之处在于,模块和冷却片之间的接触具有非常好的质量。然而,该结果不容易获得,这是因为该结果是建立在电池单元和冷却装置同时具有非常高的尺寸精度的基础上,而一般并不是这样的情况。此外,这些组成部件的尺寸变化会在电池组的寿命期间出现或增大。因此,如在现有技术中提出的简单的堆叠没有提供模块和冷却装置之间最优的导热条件。
此外,对于两个表面之间的导热问题,已知的一种做法是在这些表面之间夹入一个导热界面,例如导热膜,有时称为“散热垫”。这种散热垫的一个示例为具有陶瓷填料的硅胶膜,该膜通过补偿模块中每个电池单元的下壁的平整度或对齐度的小的缺陷和冷却片的平整度缺陷来改善每个电池单元和冷却片之间的导热。但是这些补偿是在十分之一毫米的数量级,这不足以补偿电池单元所有组装配置中的接触缺陷。此外,通过导热膜实现的这些补偿仍取决于冷却片靠在电池单元上的松紧程度。
因此,需要将冷却片有效地紧靠在它要热调节的模块上的解决方案。
发明内容
本发明旨在提出一种简单经济的新的解决方案,以保证模块和热调节片之间的热接触具有优良的质量。该解决方案可以有利地与已知的添加导热膜的解决方案组合。
本发明涉及一种机动车辆电池组的壳,该壳包括用于容纳至少一个模块的内部空间,所述模块由多个电池单元的组合构成,并与热调节片关联,所述壳具有至少一个用于在所述模块位于所述壳中时顶靠在热调节片上的壁,所述壳的特征在于,所述壳包括将所述模块紧压在所述壁上的紧固装置,所述壁在其朝向所述热调节片的表面上包括凸起元件,所述凸起元件内接于一空间中,所述空间具有朝向所述壳的内部空间的凸型。
根据本发明,壁应理解成一个隔断的内表面。该隔断可以是壳的底部,在该情况下,隔断的外表面为壳下方的外表面,该隔断也可以是壳的内部隔断,例如分隔壳的两个隔间,在该情况下,隔断的外表面仍位于壳中,但是不在包含模块的内部空间中。
有利地,壁由热塑性塑料材料(例如:聚丙烯)制成,或由热固性塑料材料(例如:聚酯)制成,或由这两类材料的混合物——该材料可能地填充有玻璃纤维或碳纤维、聚乙烯或其他任何填充物——制成,或由模制铝制成(例如在压力下模制),或由浇铸铝制成.
根据本发明,凸起元件内接于具有凸型的空间(volume)中体现了如下事实:该元件被布置并且尺寸被确定为将壁施加的紧固压力传递给热调节片,该紧固压力使得即使所述壁有可能发生由紧固造成的形变,凸起元件和壁也保持相互接触。
“由紧固造成的形变”指的是壁在其不在热调节片上施加任何压力的状态和在热调节片上施加紧固压力的状态之间的任何形状改变。该术语因此不包括壁固有的、独立于紧固(例如:由于模制缺陷)得到的几何缺陷。所考虑的形变可以是塑性或弹性的。
凸起元件的凸型(convexité)旨在补偿壁由紧固造成的形变,这些形变在壁的中心比在其边缘附近更显著。本领域的技术人员能够通过计算和/或连续的测试来确定合适的高度和凸型,以准确地——尤其是考虑到壁的尺寸、材料、厚度及紧固力的情况下——补偿壁的形变。
紧固装置可以包括用于闭合壳的闭合装置,所述壳包括底部和盖子,所述底部或所述盖子包括用于顶靠在热调节片上的壁。
紧固装置还可以包括将模块直接固定在壁上的直接固定装置——例如借助于固定在模块两个相对的侧表面的侧板——即使壳还没有被闭合时也能实现该紧固。
在这两个情况中,紧固装置限定压紧方向S,该方向可以例如垂直于壁。
在—个具体的实施例中,紧固装置限定压紧方向,凸起元件的凸型则由以下特征来限定,其中高度是在压紧方向上测量的:
存在至少一个凸起元件的(绝对)最高点H;
存在至少一个通过(绝对)最高点并平行于压紧方向S的投影平面P,该平面使得在凸起元件的任何区域(该区域通过位于第二平面P′中的、具有预先确定的直径的圆盘在凸起元件上的投影来获得,其中所述第二平面垂直于压紧方向S并通过最高点)中都存在至少一个(相对)最高点Hi,该点在投影平面上的正交投影hi在投影平面P上的高度随着所述投影和(绝对)最高点H之间的距离增大而减小。
在上述定义中,“点”指的是凸起元件的非常小的一个表面,该表面针对投影操作的需求而可近似于数学上的点,该数学上的点大致处于所述表面的中心。
由此,凸起元件的这些最高点构成与热调节片的接触区域层,该层具有鼓起的形状,并保证所述热调节片的有效压紧,即使壁在紧固时立即或随着时间推移而形变。
接触区域可以构成连续或不连续的表面,例如为一组“线性的”(即宽度小而长度大的区域的近似处理)接触区域,甚至“点状”(很小面积的区域的近似处理)的接触区域。
在本发明的第一实施例中,凸起元件包括具有朝向壳内部的凸型的实心体(solide)。
根据第一变型,实心体包括在壁的内表面上凸出的肋条网,该肋条网内接于向壳内部鼓起的例如呈球盖状的包络面中,并具有大致位于壁中心的顶点。
有利地,肋条网的肋条是与壁一体模制的。
这些肋条包括与其基部相对的自由上边缘。
该自由上边缘可以具有凸型的形状,在该情况下,每个肋条与热调节片沿着自由边缘接触,该自由边缘限定线性接触区域(即该区域是窄而长的)。
自由上边缘还可以是波浪形的或锯齿状(crénelé)的,在该情况下,每个肋条与热调节片在该自由边缘的顶点处接触,这些顶点限定由所述顶点构成的点状接触区域。
根据第二实施变型,实心体通过使壁具有朝向壳内部的凸型形状而获得,该凸型形状的产生或者是由于壁的厚度相对恒定而凹向壳的外部,或者是由于壁是增厚的,例如壁在其边缘附近是薄的并向着中心增厚,并且其外表面大致是平的。可以在壁的外表面上设置肋条,以加强壁。
根据第三变型,实心体包括一组在底壁上形成的凸台(plots),每个接触区域为一个凸台的顶点。
为了核实如上述定义的凸起元件的凸型,即:
存在至少一个(绝对)最高点;
存在至少一个通过最高点并平行于压紧方向的投影平面,
一种方法在于:
1)根据模块和热调节片的尺寸确定直径D。D为20至80mm,优选地包括在30和60mm之间;
2)检测出凸起元件的(绝对)最高点H;
3)在通过H并垂直于压紧方向S的平面中建立具有边长为D/√2(其中√2为2的平方根)的方形网眼的栅格,并在其中画出在实心体的凸型表面上的圆盘;
4)在每个投影区域(若忽略热调节片的凸型,则几乎为圆盘)的内部检测出凸起元件的(就该区域而言的)最高点Hi;
5)取通过H并平行于压紧方向和壁的第一大尺寸方向的平面P;
6)在平面P上正交地投影在步骤3获得的最高点Hi,以获得点hi,其中所述点Hi与平面P的距离小于直径D;
7)核实:在平面P中,通过所有点hi和点H的折线是凸型的;
8)使平面P围绕压紧方向以规则的角度间隔转动,直至扫过壁的整个表面,并在每个间隔处重复步骤5和步骤6。
在本发明的与上述示例兼容的第二实施例中,凸起元件包括可变形材料块,其外表面的形状是朝向壳内部的凸型。
这种可变形材料可以是泡沫。
可变形材料块可以具有之前描述的所有形状,以提供构成连续或不连续表面的接触区域,例如为一组线性或点状的接触区域。
上述实施例可以相互结合。本发明的范围包括,例如,具有增厚的的底壁的壳,该底壁同时还附有具有朝向壳内部的凸型的实心体。。
有利地,壁具有沿着第一方向的第一大尺寸L,和沿着垂直于第一方向的第二方向的第二大尺寸1。当凸起元件具有朝向内部的凸型——如在肋条网或壁或具有凸型形状的泡沫块的情况下——时,凸型的最大高度,即凸起元件的最高点和最低点之间的高度变化,优选地小于壁的两个最大尺寸(即不包括壁的厚度)L和1中—个的2%,优选地小于较小的一个尺寸的2%。更优选的区间为0.1%至2%。更优选的区间为0.2%至0.5%。因此,对于边长为500mm的方形壁,凸起元件的凸型的最大高度可以为2mm。然而,在绝对值上,优选地,无论尺寸L和1如何,凸型的最大高度都不超过5mm。
本发明还涉及一种用于机动车辆的电池组,其特征在于,该电池组包括壳,该壳容纳至少一个与热调节片关联的模块,该壳具有至少一个用于顶靠在模块的热调节片上的壁,该壁在其朝向热调节片的内表面上包括凸起元件,该凸起元件被布置并且尺寸被确定为将壁施加的紧固压力传递给热调节片,该紧固压力使得尽管壁有可能由紧固造成形变,凸起元件和壁也保持相互接触,该接触至少在凸起元件的一些点处实现,其中所述点的分布使得(通过投影)画在热调节片上的直径为20至80mm、优选地为30至60mm的任何圆盘都包含这些点中的至少两个。
在一个具体的实施例中,每个电池单元都包括刚性套,并且同一模块的电池单元的套通过沿着横向方向(相对于电池单元-热调节片-凸起元件堆叠的方向)相互挤紧并使它们的底部共平面来组合成刚性块。
优选地,电池单元的刚性套呈具有矩形底面的棱柱形。然而,其他形状也是可以的。
在一个具体的实施例中,多个模块共用同一热调节片。在另一实施例中,每个模块都具有其专有的热调节片。
根据本发明,从短期看,“取得了很好的热传导”意味着一旦热调节片被紧固到壳中模块和热调节片之间就立即发生热传导;和/或从长期看,意味着与热调节片不被紧固在壳中的情况相比,模块和热调节片之间的热传导在时间上更大程度地得以保持。换句话说,热调节片和模块之间的接触质量使得模块和热调节片之间的热交换性能在车辆使用寿命期间得到保持,而没有受到老化效应尤其是温度变化、振动、材料蠕变的影响。
可以理解的是,符合本发明的凸起元件具有如下优点:可以补偿将热调节片紧压到模块上的任何缺陷。实际上,无论该紧压是由壳的闭合还是由模块的侧板固定在壁上来实现的,都存在以下风险:模块的尺寸使得紧固点,即壳的侧壁或侧板的固定点,相互间隔过大而使热调节片在远离紧固点的区域中弯曲,从而与模块不再紧密贴合。当组装多个电池单元以构成具有一定尺寸的模块时尤其是这样的。
符合本发明的凸起元件实现将热调节片以分布在模块整个底部的方式来夹在该凸起元件和模块的底壁之间(任选地夹有导热垫)。
用于替代设置凸起元件的一个方案可以是将热调节片固定在构成模块的每个电池单元的底部上,但这样的方案建立在如下假设上:存在用于将热调节片固定在每个电池单元底部的装置,以及在电池组组装线上提供和布置固定部件;由此产生不可忽略的额外的材料和能量成本。本发明避免了这些缺陷。
不需要将每个电池单元固定在热调节片上的另一优点在于,由此可以容易地更换出故障的模块,而不需要解除其与热调节片的联结,也不需要清空经过热调节片的载热流体管道。
在本发明的一个具体的实施例中,凸起元件包括不可压缩的液体的囊(poche)。作为变型,该液体为凝胶。
液体的优点在于以均匀和各向同性的方式传递其受到的压力,该压力由壁在热调节片上的压紧力所造成。因此该液体有利地替代其他任何旨在将壳的紧固力均匀地分布在热调节片上的机械装置。
此外,液体或凝胶可以具有合适的绝热特性,以及电绝缘特性。
附图说明
为了更好地理解本发明,现在描述参照附图示例性而非限制性地给出的本发明的实施例。在这些附图中:
图1为符合本发明的一个实施例的电池组的透视仰视图,该电池组位于其关闭并安装在车辆下方的壳中;
图2为图1的电池组的部分分解横截面视图;
图3为电池组的透视图,该电池组的壳是打开的;
图4为与图3类似的视图,其中一层电气模块已被取出;
图5为完全清空的、打开的壳的透视俯视图;
图6为包含一个热调节片的、打开的壳的透视俯视图;
图7为一层电池组的组装的元件的示意图;
图8为热调节片及其与壳的底壁接触的区域的一部分的放大仰视示意图;
图9为对应于在图8中示出的热调节片的那部分的底壁的一部分沿着IX-IX的截面示意图;
图10为底壁的一个实施变型的透视图,该底壁的凸起元件包括肋条网;
图11为电池组的整体剖视图,该电池组包括作为凸起元件的凝胶囊。
具体实施方式
在图1中示出了电池组1,该电池组被固定在机动车辆底板3下方,位于为此设置的容腔(logement)5的内部。
底板3可以由聚丙烯制成。
该电池组1在底板3下方的布置仅是一个非限制性的示例。
在图2的分解视图中更加清楚可见的电池组1包括大致为平行六面体的、由混合材料制成的壳7,该壳由两个半部分组成,上半部分7a和下半部分7b,每个半部分都包括接合翻边(rebord de jonction)8a、8b。下半部分7b的翻边8b设有密封件9,该密封件在图4和图6中示出。
为了将壳7固定在底板3上,上半部分7a的大的侧表面11和下半部分7b的大的侧表面13分别包括固定爪15和固定爪17。
特别地,在图2的分解图中可见,壳中的元件构成两个组装元件层E1、E2,这两层大致相同,并每层都包括内部空间。
本发明不限于该实施例,壳可以仅包括一层,或相反地包括两个以上的层。
现在描述层E1。层E2包含相同的元件,这些相同的元件以相同的数字和符号′来标识。
如在图3中更加清楚可见,在该示例中,一个层包含五个电气模块19-1、19-2、19-3、19-4和19-5(用标识19统一表示),这五个电气模块通过边靠边的并置被集合在一起。这些模块中的每个本身由十个具有矩形底面的棱柱形电池单元21-1-1、21-1-2、21-1-3、21-1-4、21-1-5、21-1-6、21-1-7、21-1-8、21-1-9、21-1-10;21-2-1至21-2-10;……;21-5-1至21-5-10(以下用标识21统一表示)构成,这些电池单元通过其大的侧表面相互靠紧,并相对于彼此布置为使得其底部是共平面的,并且其小的侧表面也是共平面的,以整体地构成矩形的平行六面体(即长方体)。只要电池单元组合的底部是平的或大致平的,其他形状的电池单元,以及构成模块的电池单元组合的其他配置,当然是可行的,并由此可能使模块具有其它的整体形状。
在模块19-1(分别地19-2、19-3、19-4、19-5)中,电池单元相互之间的维持是由侧板23-1(分别地23-2、23-3、23-4、23-5;侧板统一由标识23来表示)来保证,其中所述侧板被布置为顶着平行六面体的两个小的端面并通过四个拉杆25(平行六面体模块每个大表面有两个)相互连接。五个模块在其被并置以构成壳中的一个层时大致被维持在同一平面中。
如图7中所示,侧板23在上方和下方超出平行六面体的小的端面,特别地在电池单元21的下方留出空间31,该空间有利地具有包括在10和20mm之间的高度e,在该实施例中,该高度更具体地为17mm。
由此组装成的电气模块19的电池单元21的底部大致处于同一下平面中,构成空间31的顶面。
根据该长方体形的实施例,热调节片33布置在该层的电池单元21的所有底部下方。该热调节片因此在这里被五个模块19共用。在一个变型中,每个模块19-1至19-5都可以具有其专有的热调节片。热调节片33的尺寸被设置为适合于布置在空间31中。该热调节片由铝制成,并沿着其长的两条边具有两个主要通道35,这两个主要通道由载热流体传输管37延续,每个管均通向在如图3所示的壳7的开孔。在层E2中,管37′贯穿壳7的下半部分7b的开孔39、41。每个主要通道35都通过分布在热调节片的厚度上的次要通道(未示出)与另一主要通道联通。其他热调节片的配置是可行的,例如,主要管道的布置不沿着热调节片的长边。
如图7所示,与热调节片33一起布置在空间31中的主要通道35超出该空间31,超出高度为d。
在热调节片33上设置有优选地由填充陶瓷的硅酮制成的导热膜43(层E2的膜43′在图6中更清楚可见),以改善模块19和热调节片33之间的导热。该膜43可做厚度变化的形变,特别地在0.5至1mm之间的厚度变化中形变,并且同时贴合电池单元21底部和热调节片33的由于表面缺陷造成的起伏,由此增大这两个部件之间的接触表面并因此增加这两个部件之间的导热通道。
侧板23具有分别的下翻边45和上翻边47,这些翻边借助于例如螺丝49允许侧板23固定在分隔壁53上,对于上层E1,该分隔壁构成底壁。壁53在图4中更清楚可见。在下层E2,壁53的同等部件为底壁53′,该底壁在图5中更清楚可见。
在本发明中,壁53和53′为用于顶靠着模块的热调节片33、33′的壁。所述壳包括两个内部空间(未示出),即每层一个内部空间,每个内部空间用于容纳由多个电池单元21形成的组所构成的模块19。
在以下说明中,壁53或53′的内表面指的是该壁朝向包含模块19的内部空间的、与和所述壁接触的热调节片33、33′相互作用的表面。
在图7的剖视示意图中更清楚可见如何实现壁53、热调节片33(设有膜43)和电池单元21的堆叠。
特别地,可以看到,壁53在其内表面上包含相互交叉和垂直的肋条55网,该肋条网位于热调节片33的包括在其主要通道35之间的表面处。
尽管由于肋条之间高度变化相对小而在图中很难分辨,但肋条55被布置为相互交叉的肋条的网,该肋条网内接于朝向壳内部鼓起的包络面,并在本发明中构成具有朝向壳内部的凸型的凸起元件。
更准确地,L为壁最大的尺寸,由于壁是矩形的,L在这里为壁的长度,I为壁的第二大尺寸,在这里为壁的宽度,肋条55内接于其中的包络面仅在正交于壁并平行于其宽度I方向的平面中鼓起。换句话说,在平行于长度L方向的横截面上,肋条55具有在整个长度L上的相同的高度,但该高度随着所考虑的截面的变化而变化,并在壁的中心对称轴X上最大。
在该实施例的示例中,凸型的最大高度(即肋条55网的最低点和最高点之间的高度变化)为宽度I(I为壁53的两个最大尺寸L和I中的较小的一个)的1.5%。
肋条55网在其两个长的纵向边上设有深度为d的凹槽57,该凹槽的尺寸被确定为用于接收热调节片33的主要通道35。
沿着每个凹槽57的长度,平行于宽度I方向的支撑件59用作侧板23的下翻边45的槽座。这些支撑件59中的某些包括紧固通道60,该紧固通道与侧板23的下翻边45的开孔44排齐。每个翻边45包括两个开孔44,并在对应于六个支撑件59(这六个支撑件在以下说明中沿着长度方向编号为第一至第六)的长度上延伸,仅完全覆盖第二至第五支撑件59,而只覆盖第一和第六支撑件59每个的一半,这两个支撑件中的每个都在其另一半接收当前侧板23的相邻侧板。
紧固通道60确定压紧方向,该压紧方向因此在这里和常见的情况一样垂直于壁53的整体平面。
如在图7的放大图中更清楚可见地,将贯穿侧板23的下翻边45的开孔44和紧固通道60的螺丝49旋紧会导致模块19和壁53相互接近,并由此导致热调节片33被夹在壁53和电池单元21之间,以及膜43被挤压在热调节片33和电池单元21底部之间。
借助于肋条55包络面的凸起形状,底壁53在被压紧时的形变——可能越接近该壁53的对称轴X就越显著——被肋条越接近该轴越大的高度来补偿。
由此,在给定的层中有以下元件的堆叠:
组装为模块19、19′的电池单元21、21′;
热调节片33、33′;
被紧固装置紧压在模块上的壁53、53′。
在图8中示出了热调节片33的如下区域:在压紧之后,该区域上施加有肋条55的压力。
这些区域被定义为“接触区域”。
该压力源于与底壁53最高区域的接触。
在实践中,接触区域的显现可以通过在肋条55的自由上边缘上施加染色的粉末来实现。当热调节片33被底壁53压紧时,该粉末转移到热调节片33上,以显示出图8中示出的图案。
如图8中所示,如果在热调节片33上任意取直径D的圆盘,那么总是存在至少一个接触区域。该接触区域在底壁53上对应于肋条55的自由上边缘的最高点Hi。
由此,在圆盘61中有最高点63,在圆盘65中有最高点67,在圆盘69中有最高点71,在圆盘73中有最高点75,并在圆盘77中有最高点79。
此外,底壁53具有最高点81。
如图9的截面图所示,这些最高点63、67、71、75、79和81每一个都位于肋条网的一个肋条55的顶点。
在该图中还可见肋条55的顶点在截面上可以是修圆的,这样的效果在于减少每个接触区域的面积。然而,由于构成肋条的材料具有形变(弹性或塑性)的能力,因此每个肋条的顶点都可以压平,使得接触区域不限于线。
因此,热调节片33被维持与电池单元21在其整个表面上以优化的方式接触,“优化的方式”指的是这两个部件之间的接触至少在某些足够接近的区域内出现,以使得两个相邻接触点的距离不超过D,换句话说,使得在热调节片33上画出的任何直径为D的圆都至少包含这些接触区域中的两个,这体现了热调节片和电池单元之间的接触点具有足够高和规则的密度。
在图10的实施例中,壁53具有两个大的尺寸L和I。该壁包括凸起元件,该凸起元件由带有方形网眼的垂直交叉肋条90网构成。
该肋条90网是凸型的,即肋条90的顶点内接于向上(相对于该附图)鼓起的包络面。
包络面的凸型表现在L和1这两个方向上,最大高度(即最低点和最高点之间的高度变化)有利地为1的2%,而在图10的示意图中,弯曲被突出,以更好地理解所述凸型是如何构成的。
可以通过以下方法来核实肋条网的凸型。
1)确定取决于热调节片尺寸的直径D,该热调节片在本例中假设具有与壁相同的宽度1和相同的长度L,这里取D=50mm。
2)在由指向上方的箭头S示出的压紧方向上检测出壁的最高点H。
3)画出带有方形网眼的栅格,其中方形网眼的边长为D/√2且一个交点与点H重合。在网眼的每个交点画出直径为D的圆。
4)在每个直径为D的圆盘中寻找最高点Hi.
5)取通过点H并与方向S和长度L方向平行的平面P。
6)在平面P上正交地投影在步骤3获得的那些最高点Hi,以获得点hi,其中所述最高点Hi与该平面的距离小于D。
7)核实:在平面P上,通过所有点hi和点H的折线是凸型的。
8)围绕方向S转动平面P,并重复步骤5和步骤6。
一种替代方法在于寻找是否存在“非凸型”方向,根据该方法,步骤3获得的位于平行于该“非凸型”方向的平面中的所有点具有相同的高度。如果存在该“非凸型”方向,那么通过选择平行于S并垂直于“非凸型”方向的平面P来执行步骤5和步骤6,通过步长为D的平移使平面P扫过整个壁。
在图11的实施例中,上述肋条被凝胶囊99替代。壳的底壁101是平面的,并且不包括肋条。凝胶囊99构成底壁101的凸起元件,其将底壁101施加的压力以在热调节片33表面的所有点处均匀的方式传递给热调节片33。
再次强调,传递的压力在热调节片53的所有点处均相同,与当通过紧固螺丝49将侧板23固定在底壁101上时底壁101所遭受的形变无关。
当然,上述示例仅是示例性地给出的,不应视为对权利要求保护范围的限制。
Claims (20)
1.一种用于机动车辆电池组(1)的壳(7),该壳包括用于容纳至少一个模块(19)的内部空间,所述模块由多个电池单元(21)的组合构成,并与热调节片(33)关联,所述壳具有至少一个用于在所述模块(19)位于所述壳中时顶靠在热调节片(33)上的壁(53、53′),所述壳的特征在于,所述壳包括将所述模块(19)紧压在所述壁(53、53′)上的紧固装置(23、49、60),所述壁(53、53′)在其朝向所述热调节片(33)的内表面上包括凸起元件(55、90),所述凸起元件内接于一空间中,所述空间具有朝向所述壳的内部空间的凸型。
2.如权利要求1所述的壳,其中,所述壁(53、53′)由热塑性塑料材料或热固性塑料材料或这两种材料的混合物或模制铝或浇铸铝制成。
3.如权利要求1和2中任一项所述的壳,其中,所述紧固装置包括用于闭合所述壳的闭合装置,所述壳包括底部和盖子,所述底部或所述盖子包括所述用于顶靠在所述热调节片(33)上的壁(53′)。
4.如权利要求1和2中任一项所述的壳,其中,所述紧固装置包括将所述模块(19)直接固定在所述壁(53、53′)上的直接固定装置,例如借助于固定在所述模块(19)的两个相对的侧表面上的侧板(23)来直接固定。
5.如上述权利要求中任一项所述的壳,其中,所述紧固装置限定压紧方向(S),所述凸起元件的凸型由以下特征限定,其中高度在所述压紧方向上测量:
存在至少一个所述凸起元件的最高点H(81);
存在至少一个通过所述最高点H(81)并平行于所述压紧方向(S)的投影平面P,该平面使得在圆盘(61、65、73、77)在所述凸起元件上的投影所获得的任何区域中,存在至少一个最高点Hi(63、67、71、75、79),所述至少一个最高点Hi在所述投影平面上的正交投影hi在所述投影平面上的高度随着所述投影和所述最高点H(81)之间的距离增大而减小,其中,所述圆盘(61、65、73、77)位于所述第二平面P′中并具有预先确定的直径,所述第二平面P′垂直于所述压紧方向并通过所述凸起元件的最高点(81)。
6.如上述权利要求中任一项所述的壳,其中,所述凸起元件包括实心体(55、90),该实心体具有朝向所述壳的内部的凸型。
7.如权利要求6所述的壳,其中,所述实心体包括从所述壁的内表面凸出的肋条(55)网,所述肋条网内接于向所述壳的内部鼓起的包络面。
8.如权利要求7所述的壳,其中,所述肋条网的肋条(55)与所述壁(53、53′)一体模制.
9.如权利要求6所述的壳,其中,通过赋予所述壁朝所述壳的内部凸起的形状来获得所述实心体。
10.如权利要求6所述的壳,其中,所述实心体包括一组在所述底壁上形成的凸台,每个接触区域为所述凸台的顶点。
11.如上述权利要求中任一项所述的壳,其中,所述凸起元件包括可变形材料块,该可变形材料块的外表面具有向着所述壳的内部凸起的形状。
12.如上述权利要求中任一项所述的壳,其中,所述壁(53、53′)具有沿着第一方向的第一大尺寸(L)和沿着垂直于所述第一方向的第二方向的第二大尺寸(1),并且,所述凸型的最大高度,即所述凸起元件的最高点和最低点之间的高度变化,包括在所述壁的所述两个大尺寸中的一个——优选地为较小的一个——的0.2%和0.5%之间,优选地包括在0.1%和2%之间,优选地包括在0.2%和0.5%之间。
13.一种用于机动车辆的电池组,其特征在于,该电池组包括容纳至少一个模块(29)的壳,其中所述模块由多个电池单元(21)的组合构成,并与热调节片(33)关联,所述壳具有至少一个用于顶靠在所述模块(29)的热调节片(33)上的壁(53、53′),该壁(53、53′)在其朝向所述热调节片(33)的内表面上包括凸起元件(55、90、99),该凸起元件被布置并尺寸确定为用于将所述壁(53、53′)施加的紧固压力传递给所述热调节片(33),该紧固压力使得尽管所述壁(53、53′)有可能由紧固造成形变,所述凸起元件(55、90、99)和所述热调节片(33)也都保持相互接触,该接触至少存在于所述凸起元件(55、90、99)的一些点处,这些点的分布使得在所述热调节片(33)上任何通过投影画出的直径为20至80mm、优选地30至60mm的圆盘包含至少两个这样的点。
14.如权利要求13所述的电池组,其中,每个所述电池单元(21)都包括刚性套,并且同一模块(19)的电池单元的所述套通过沿着横向方向相互挤紧并使它们的底部共平面而组合成刚性块。
15.如权利要求13和14中任一项所述的电池组,其中,所述电池单元(21)的刚性套具有棱柱形,并具有矩形底面。
16.如权利要求13至15中任一项所述的电池组,其中,多个模块(19)共用同一热调节片(33)。
17.如权利要求13至15中任一项所述的电池组,其中,每个模块都具有其专有的热调节片。
18.如权利要求13至17中任一项所述的电池组,其中,所述凸起元件包括不可压缩的液体或凝胶的囊(99),该囊能够均匀地并以各向同性的方式传递其受到的压力,所述压力由所述壁在所述片上的压紧力所造成。
19.如权利要求18所述的电池组,其中,所述液体或凝胶具有绝热特性。
20.如权利要求18和19中任一项所述的电池组,其中,所述液体或凝胶具有电绝缘特性。
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