CN107994137A - 具有阻尼元件的电池模块和阻尼元件 - Google Patents

具有阻尼元件的电池模块和阻尼元件 Download PDF

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Abstract

一种电池模块，包括外壳体和电池模块壳体。电池模块壳体布置在外壳体的内部中并且构造用于接收至少一个电池单体。电池模块此外具有至少一个阻尼元件，其中，阻尼元件布置在电池模块壳体和外壳体之间。阻尼元件此外包括至少一个滑动层。

Description

具有阻尼元件的电池模块和阻尼元件
技术领域
本发明涉及一种电池模块，其具有弹簧弹性地受支承的电池模块壳体，还涉及一种用于电池模块的阻尼元件。
背景技术
用于电动交通工具的电池模块在外壳体的内部中大多具有电池模块壳体或者说用于接收电池单体的电池单体保持件。电池模块壳体在外壳体中的固定典型地通过槽、引导板条、拧紧结构和/或卡锁装置来实现。这些连接结构至少在一个空间方向上是刚性的，使得外壳体的机械运动和/或震动至少在该刚性方向上传递给电池模块壳体或者说电池单体。此外，电池模块壳体和/或外壳体的热学膨胀由于刚性固定而不被补偿。为了满足ISO16750-3的用于在机械震动方面进行保护的条件的要求，可将弹性体、泡沫材料或橡胶布置在电池模块中。这些简单的阻尼元件在持续负荷的情况下不是长时间稳定的。此外，这些简单的阻尼元件在装配时仅可在事后困难地推入到电池单体保持件和外壳体之间。
发明内容
电池模块包括外壳体和电池模块壳体。电池模块壳体布置在外壳体的内部中且设置用于接收至少一个电池单体。电池模块此外具有至少一个阻尼元件，其中，该阻尼元件布置在电池模块壳体与外壳体之间。阻尼元件具有弹簧弹性区域，由此其设置用于对外壳体朝电池模块壳体的运动(或反过来)进行机械阻尼。作用于电池模块壳体、电触头和/或电池单体的机械力因而有利地通过阻尼元件减小。此外，通过阻尼元件产生热学允差补偿。阻尼元件此外包括至少一个滑动层。由此使阻尼元件不受剪切力，由此提高阻尼元件的稳定性或者说使用寿命且使得能在装配时将阻尼元件推入。
优选，阻尼元件附加地具有刚化区域(Versteifungsbereich)，例如包括非弹性或者说刚性的聚合物材料。通过刚化区域，使阻尼元件在垂直于弹簧作用或者说阻尼方向的方向刚化。通过阻尼元件的该刚化，尤其在制造阻尼元件、输送阻尼元件、打包阻尼元件和/或在电池模块的装配方面实现阻尼元件的改善的操作性。阻尼元件可例如借助刚化区域和滑动层在事后容易地推入到电池模块壳体和外壳体之间。
优选，电池模块在电池模块壳体的外侧上具有至少一个阻尼元件，所述外侧例如是电池模块壳体的下侧、上侧、端侧和/或纵向侧。在进一步的实施方案中，电池模块在每个外侧上都包括至少一个阻尼元件。由此电池模块壳体可在全侧上都弹簧弹性地支承在外壳体中，由此作用于外壳体的机械碰撞不传递给电池单体或电触头和/或电子部件。
在另一实施方案中，外壳体和/或电池模块壳体在至少一个侧上在电池模块壳体和外壳体之间包括至少一个机械止挡件。所述机械止挡件限界阻尼元件的弹簧弹性区域的弹簧位移或者说压缩量。由此避免阻尼元件的损伤、电池模块壳体在外壳体中在受负荷时的振动或过强的运动。
本发明还涉及一种电池模块的阻尼元件，其中，该阻尼元件包括弹簧弹性区域和滑动层。
阻尼元件的弹簧弹性区域可构型为空心轮廓，即阻尼元件的弹簧弹性区域在该构型中包括空腔。由此可在阻尼元件的刚性改善的情况下实现良好的弹簧作用，由此简化装配和拆卸。
可选地，阻尼元件可附加地具有至少一个刚化区域。优选，阻尼元件包括两个刚化区域，使得实现阻尼元件的改善的刚性，由此简化装配和拆卸。此外，优选为刚化区域涂覆以滑动层，由此改善滑动层功能。
优选，阻尼元件的弹性区域包括弹性聚合物材料，尤其热塑性弹性体和/或硅酮。所述刚化区域优选同样具有弹性聚合物材料，例如与弹性区域相同的热塑性弹性体。滑动层在优选构型中具有固体润滑材料，尤其是聚四氟乙烯(PTFE)、二硫化钼(MoS2)和/或石墨。
附图说明
在后面根据优选实施方式和附图解释本发明。
图1a:阻尼元件在横截面中的细节图
图1b:在电池模块壳体上具有滑动层的阻尼元件的细节图
图1c:具有两个滑动层的阻尼元件的细节图
图1d:具有刚化区域的阻尼元件的细节图
图1e:具有空心轮廓的阻尼元件的细节图
图1f:具有替代的空心轮廓的阻尼元件的细节图
图2:电池模块的横截面
图3:带有阻尼元件的电池模块壳体的3D图
图4:电池模块的3D图
图5:图4的电池模块的横截面
图6:图5的电池模块的细节图
具体实施方式
在图1a中示出阻尼元件104的细节图。阻尼元件104在外壳体101的内部140中布置在电池模块壳体102和外壳体101之间。阻尼元件104包括弹簧弹性区域131和滑动层130。弹簧弹性区域131尤其具有弹性体，即例如硅酮、橡胶和/或天然橡胶。阻尼元件104设置用于阻尼从外壳体101传递给电池模块壳体102或反过来的机械运动或者说力，即阻尼元件104具有阻尼方向150，其中，阻尼方向150相应于外壳体101和电池模块壳体102之间的最短间距。阻尼方向150在图1a中示出。弹簧弹性区域131沿阻尼方向150通过机械负荷拉伸和压缩。同时，阻尼元件104使得能补偿电池壳体102和/或外壳体101沿阻尼方向150的热学膨胀。滑动层130在该实施例中布置在弹性聚合物131和外壳体101之间且包括固体润滑材料，尤其是聚四氟乙烯(PTFE)、二硫化钼(MoS2)和/或石墨。在外壳体101或电池模块壳体102垂直于阻尼方向运动时，产生阻尼元件104在外壳体101上的滑动。因而阻尼元件104不受机械剪切力。由此提高阻尼元件104的长时间稳定性。替代地，滑动层130也可如图1b所示布置在电池模块壳体102和弹性聚合物131之间。
在图1c的替代实施方式中，阻尼元件104包括两个滑动层130和一个弹簧弹性区域131，其中，一个滑动层130直接接触外壳体101而另一滑动层130直接接触电池模块壳体102。弹簧弹性区域131布置在阻尼元件104的两个滑动层130之间。
在图1d的替代实施方式中，阻尼元件104附加地包括刚化区域132。刚化区域132可在滑动层130和弹簧弹性区域131之间或如图1d所示与弹簧弹性区域131直接接触或替代地与滑动层130直接接触。弹簧弹性区域131可替代地布置在两个刚化区域132之间。滑动层130的布置因而也可在刚化区域132上进行。刚化区域132产生阻尼元件104的改善的操作性，尤其是在装配电池模块100方面。刚化区域132可例如包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或替代地包括非弹性聚合物材料。
在图1e中示出阻尼元件104的另一替代构型的横截面。在该构型中，弹簧弹性区域131具有空腔134或者说空心轮廓。阻尼元件104或者说弹簧弹性区域131的空腔134尤其沿阻尼元件104的纵向实施。由此，弹簧弹性区域131的弹簧作用至少部分地通过弹簧弹性区域131的结构构造实现，即弹簧作用不仅通过弹簧弹性区域131的材料的弹性产生而且通过弹簧弹性区域131的侧壁133的弹簧弹性作用产生。由此，在该构型中，阻尼元件104或者说弹簧弹性区域131的刚性可以相对于阻尼元件104在图1a至1d中的构型被提高。该弹簧弹性区域131优选包括弹性的聚合物材料。此外，图1e的阻尼元件104的另一替代构型具有两个刚化区域132，其中，刚化区域132中的至少一个被涂覆以滑动层130。通过滑动层130直接布置在刚化区域上或者说滑动层130和刚化区域132之间的直接接触，使得滑动层130的滑动功能相对于阻尼元件104在图1a至1d中的构型得到改善。
在图1f中示出，具有空心轮廓的阻尼元件104的另一替代构型的横截面。阻尼元件104的该构型相对于图1e的构型仅具有一个刚化区域132以及空腔134的另一横截面或者说侧壁133的另一构型。阻尼元件104的在图1f中示出的构型例如具有在制造方面的优点，即阻尼元件104在该构型中可容易地挤出成型。
优选，阻尼元件104和/或刚化区域132实施为电绝缘体，使得避免电荷在外壳体101和电池模块壳体102之间的传递或者说避免电池经由外壳体101无意地短路。
在另一实施例中，阻尼元件104的导热能力差，使得通过周围环境加热的外壳体102将热量仅缓慢地传递给电池模块壳体102。
在图2中示出电池模块100的横截面，其具有电池模块壳体102和外壳体101。在电池模块壳体102的外侧上，即在下侧110、上侧111和两个纵向侧112和113上分别布置有一个阻尼元件104。替代地，在每个外侧110，111，112和113上可布置有多个阻尼元件104。电池模块壳体102因而在图2中既沿竖直方向也沿水平方向在两侧通过阻尼元件104弹簧弹性地支承或者说固定在外壳体101中。滑动层130使得阻尼元件104能在外壳体101的内表面116上垂直于对应的阻尼元件104的阻尼方向滑动。阻尼元件104因而不受剪切力。由此实现阻尼元件104的较长的使用寿命。此外，通过滑动层130使得在装配时能将阻尼元件104推入到外壳体101和电池模块壳体102之间。
在图2的实施例的进一步实施方案中，可附加地在至少一个端面114或115上布置有阻尼元件104，由此电池模块壳体102在三维上弹簧弹性地保持在外壳体101中。在该优选实施方案中，外壳体101和电池模块壳体102并不直接接触。
可选地，如图2所示，至少一个机械止挡件120可布置在外壳体101和电池模块壳体102之间。机械止挡件120限界阻尼元件104的最大压缩量。在图2中实现四个机械止挡件120，其中，在该示例中，两个机械止挡件120构造在电池模块壳体102上并且两个机械止挡件120构造在外壳体101上。机械止挡件120限界阻尼元件104沿阻尼方向的压缩量。
在图3中示出电池模块壳体102，其具有多个电池单体。电池模块壳体102在下侧110和上侧111上分别包括六个沿电池模块壳体102的纵向呈条形实施的阻尼元件104。此外，电池模块壳体102在端侧114和115上分别包括更大面积的阻尼元件104。
在图4中三维地示出电池模块100，包括外壳体101和图3的电池模块壳体102。电池模块壳体102布置在外壳体101的内部中。外壳体101可选地通过开口上未示出的盖封闭。
在图5中以横截面示出图3和图4所示的电池模块100或者说电池模块壳体102。在下侧110和上侧111上示出各六个阻尼元件104。在端侧114上可看到更大面积的阻尼元件104。
在图6中示出电池模块100的细节图，其具有外壳体101和电池模块壳体102。电池模块壳体102在竖直方向上并不直接接触外壳体101，而是其通过阻尼元件104弹簧弹性地支承在外壳体101中。机械止挡件105限界所示出的阻尼元件104沿竖直方向或者说沿阻尼方向的压缩量。

Claims (8)

1.一种电池模块(100)，至少包括
·外壳体(101)，和
·电池模块壳体(102)，其中，所述电池模块壳体(102)布置在所述外壳体(101)的内部中并且构造用于接收至少一个电池单体(103)，和
·至少一个阻尼元件(104)，其中，所述阻尼元件(104)
i.包括弹簧弹性区域(131)，并且
ii.布置在所述电池模块壳体(102)和所述外壳体(101)之间，
其特征在于，
·所述阻尼元件(104)包括至少一个滑动层(130)。
2.根据权利要求1所述的电池模块(100)，其特征在于，所述至少一个阻尼元件(104)包括刚化区域(132)。
3.根据权利要求1或2之一所述的电池模块(100)，其特征在于，所述至少一个阻尼元件(104)布置在所述电池模块壳体(102)的至少一个外侧(110，111，112，113，114，115)上。
4.根据前述权利要求之一所述的电池模块(100)，其特征在于，至少一个机械止挡件(105，120)在所述电池模块壳体(102)和所述外壳体(101)之间构造在所述电池模块壳体(102)的至少一个外侧(110，111，112，113，114，115)上和/或构造在所述外壳体(101)的内表面上。
5.一种所述电池模块(100)的阻尼元件(104)，至少包括
·弹簧弹性区域(131)，和
·滑动层(130)。
6.根据权利要求5所述的阻尼元件(104)，其特征在于，所述阻尼元件(104)附加地具有至少一个刚化区域(132)。
7.根据权利要求5或6之一所述的阻尼元件(104)，其特征在于，所述滑动层(130)与所述刚化区域(132)直接接触。
8.根据权利要求5至7之一所述的阻尼元件(104)，其特征在于，所述阻尼元件(104)的弹簧弹性区域(131)具有空腔(134)。
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