CN108232063B - 用于电动车辆的带有冷却系统的电池架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电动车辆的、容纳至少一个电池5的电池架1，其中在电池架1的底部3下方布置拉伸弹簧元件10。该拉力弹簧元件10将同样布置在底部3下方的控温元件8压在底部3上，从而形成从底部3到控温元件8特别良好的热传导。

Description

用于电动车辆的带有冷却系统的电池架

技术领域

本发明涉及一种用于电动车辆的、用于容纳至少一个电池的电池架。

背景技术

近年来，由现有技术来看，描述了更多的电动车辆。在此，纯粹用电来驱动电动车辆。为了提供对此所需的电能，已知使用到电池，也称作蓄电池，其特别布置在车辆的底盘区域内。为了一方面能够装配电池，然而另一方面也在其使用寿命内防止受到外部天气状况影响，已知使用到电池架，也称作电池托盘。该电池架是盆状的部件，其特别地用盖子进行关闭。在电池架的内部空间中布置电池。

在电池本身的充电过程中，然而也在从电池提取电能从而驱动电动车辆期间，记录了电池的放热过程。为了在此不引起电池的可能的严重过热，已知在电池架中使用到冷却系统。通常是通过冷却通道引导冷却介质，从而耗散在电池中形成的热量并且避免电池过热。

由DE 10 2013 225 628 A1公开了一种冷却系统，其中电池布置在电池架内部，并且冷却系统与电池形状配合地接触。为了提供这种形状配合的接触并且由此有条件地实现从电池到冷却系统的相应良好的热传导，将弹簧元件布置在电池架中，该弹簧元件将压力施加到冷却系统上。由此将冷却系统压到电池上。除了不利的装配之外，这种结构在设计构造方面更不相宜。

所述电池架在俯视图中，在某些情况下具有1至4m²之间的表面区域。如果现在在该表面区域内施加压力，那么电池架的盆状底部和/或盖子成拱形，这可能会引起泄漏。同样由DE 10 2014 218 137 A1公开了一种用于高压存储器的冷却元件的接近构思。

发明内容

因此，本发明的目的是描述一种耦合方案，在电池架内部将冷却系统置于形状配合地接触于其中，从而实现有效的热传导，然而同时也实现了电池架的有利的可生产性。

前面所述的目的用具有下述特征的、用于容纳至少一个电池的电池架来实现。

本发明的有利的设计变型方案在下文中进行描述。

用于电动车辆的、容纳至少一个电池的电池架具有盆状的、连同底部的内部空间。该盆状优选通过盖子关闭。该盆状可以是组合的部件或者也可以是例如通过深冲制成的单件的部件。在此，所述盖子可以构造成为对应的部件与盆系在一起，因此使用盆状的盖子。然而也可以使用基本上平坦的盖子。所述电池如此布置在电池架中，使得其布置得与底部接触。

根据本发明现在提出，在底部的对置于电池的侧面上将控温元件布置得与底部成面状地接触。由此给出了相应的方案，尤其将电池的热量由冷却元件形式的控温元件来导出。然而也可以将控温元件构造成潜热存储器。由此同样能够对电池进行相应的预控温。为了现在将控温元件保持面状接触，提出实现形状配合的耦合。这种形状配合的耦合按照本发明地如此实现，即在底部上相对于底部的平坦区域凸出的突起构造成凸出部分。至少一个弹簧元件与所述突起耦合，并且将拉力施加到控温元件上，从而将其拉到或者压到底部上。

按照本发明的设计方案相对于现有技术带来了显著的优点。例如通过粘贴形成的材料配合的耦合，由于这种电池架的使用寿命期间有时强烈的热膨胀会引起粘贴区域内的裂纹和/或剥落。除了减少的机械强度之外，由于裂纹中的气泡同样导致了更差的热传导。按照本发明，这通过拉伸弹簧元件引起的机械施加的力来避免，并且控温元件在补偿不同的热膨胀下依旧面状地吸在底部上。

所述弹簧元件优选是拉伸弹簧元件。另一优点是，不会通过所述至少一个拉伸弹簧元件将压应力沿横向施加在底部上。由此，按照本发明同样避免了底部或者盖子的弯曲和/或变形。

另一优点是简单的可装配性。首先可以制造底部，并且随后将控温元件布置在底部上。通过机械固定实现了拉伸弹簧元件的另外的装配，即不需要粘贴连接干透。此外，底部可以与控温元件单独进行装配。不需要像现有技术中公开的带有盖子的压缩弹簧元件那样，为了布置控温通道而完整地装配电池架。

另一显著的优点是，在电池架布置在车辆的底盘区域中时，冷却系统相对于车辆垂直方向指向下地进行布置。布置在电池架下方的防钻保护装置会由于不存在压缩弹簧元件而与冷却系统隔开地布置，并且特别是与冷却系统机械脱耦地布置。由此，对防钻保护装置的影响，例如车辆意外地置于人行道边沿或类似区域上，首先不会引起电池架的这种例如冷却系统泄漏或机械破损的损坏。由此还确保了冷却系统保持正常运行并且以完全的冷却功率运行，即使存在电动车辆的意外不恰当的操作。

此外特别优选的是，所述控温元件构造成冷却通道，其中该冷却通道由轻金属或塑料制成。尤其将冷却通道构造成横截面较宽或者扁平的冷却通道。优选为此使用挤出工艺，从而制造空心型材。然后在空心型材中构造冷却通道。然后通过该冷却通道可以引导冷却介质。

附加地或者替代地，可以将控温元件构造成潜热存储器。例如可以设想冷却元件与作为控温元件的潜热存储器的这种组合。

尤其将拉伸弹簧元件构造成卡扣构件。特别优选地，拉伸弹簧元件由钢材制成。该拉伸弹簧元件优选形状配合地在每个端部上从后面卡住突起。在此，拉伸弹簧元件的中间区域覆盖控温元件，并且将弹簧力施加到控温元件上，从而将控温元件压到底部上。

底盘或者底部本身中的突起能够以不同的方式进行制造。当该底部作为挤出部件而制成时，所述突起会相对于底部凸出并且直接一起制造，特别是该突起与底部一体地并且材料统一地进行构造。优选地，所述突起在这种情况下构造成相对于底部凸出的凸出部分。该突起可以构造跨过底部的全部长度或者说宽度。然而该突起也可以仅仅分段地进行构造。

在以变形技术制造底部的情况下，例如作为深冲件时，同样可以一体地并且材料统一地在底部中通过冲压来构造所述突起。如此，在所述突起的区域中冲压所述底部，使得底部的一部分相对于底部构造成凸出的，并且由此提供所述突起。

用于构造所述突起的另一方案是将其制成外部的部件并且与底部进行耦合。例如可以将其与底部进行粘贴或者焊接。也可以设想所述突起与底部进行铆接。

为了改善电池底部与底部之间的或者底部与控温元件之间的导热能力，还可以设想布置导热胶。该导热胶优选构造成持续弹性的，使得其补偿各个部件之间的热波动。

本发明的另一有利的设计变型方案提出，所述底部本身构造成横截面空腔型材。在该设计方案中，所述底部特别地与集成的防钻保护装置一起构造。在电池架的实质的底部与防钻保护装置之间的空腔中优选进一步布置控温元件。该控温元件借助于拉伸弹簧元件进行耦合。为了进行制造，首先将所述底部作为挤出部件来制成。随后从侧面在底部中插入控温元件。同样插入拉伸弹簧元件，从而形成控温元件与底部的机械耦合。然后所述防钻保护装置与控温元件隔开地、尤其是没有接触地并且没有机械耦合地进行布置。

此外，优选在该变型方案中，在防钻保护装置上，尤其在防钻保护装置的内侧上构造肋材。该肋材沿着底部的挤出方向或者纵向延伸。此外，该肋材提供了以下优点，即增强了防钻保护装置，并且在碰撞情况下，尤其在侧向碰撞时，通过电池架以及在这里尤其通过防钻保护装置提供了车辆车身额外的加固。

附图说明

本发明的其它优点、特征、特性以及方面是以下描述的主题。为了促进理解本发明，以示意图解释优选设计方案。附图示出：

图1是本发明的电池架的横截面视图，以及

图2到5是底部连同控温元件的横截面的详细视图。

在附图中，对于相同或者类似的部件使用同一附图标记，即使由于简化缘故而省略了重复描述。

具体实施方式

图1以横截面图示出了电池架1。该电池架1具有连同底部3的盆状结构2。该盆状结构2由盖子4封闭或者关闭(verschlossen bzw.verschlieβbar)，例如通过螺栓连接19来实现。在电池架1中布置了电池5。电池5以电池底部6面状地置于盆状结构2的底部3上。所形成的热量

借助于热传导从电池5通过电池底部6传入底部3中。在底部的外侧7上布置了控温元件8。在该控温元件8下方隔开地布置了防钻保护装置9。前面所述的上或者下这样的方向说明参照的是车辆垂直方向Z。为了将控温元件8保持布置在底部3下方，设置了拉伸弹簧元件10，在此以卡扣构件的形式示出。

对此，图2示出了详细视图。所述底部3具有凸出部分形式的、相对于底部的外侧7凸出的突起11。该突起11在图2的这种设计变型方案中一体地并且材料统一地进行构造，例如在挤出期间。由此，该突起11例如能够沿车辆纵向x连续地延伸跨过整个底部3。在控温元件8本身中构造了冷却通道12。

所述控温元件8在这种情况下同样构造成平坦的挤出部件，并且面状地靠在底部的外侧7上。卡扣构件形式的拉伸弹簧元件10以其端部13接合突起11，并且由此以压力F将控温元件8压到外侧7上。为此，所述拉伸弹簧元件10相应地在外侧具有弯曲段14以及相对于其向内缩回的压制段15，从而由拉伸弹簧元件10经过弯曲段14通过拉伸将拉力或者张力施加到压制段15上，其中压制段15将压力F施加到控温元件8上。由此能够相对于控温元件8隔开一段距离a布置所述防钻保护装置9。由此，通过外部作用，使得防钻保护装置9沿车辆垂直方向Z的可能的变形首先不会对电池架1的控温元件8或者底部3产生影响。由此，在控温元件8和防钻保护装置9之间没有布置压缩弹簧或类似装置，从而不会使防钻保护装置9或者底部3拱起。

图3示出了替代的设计变型方案。在此，所述电池架1的底部3不是通过挤出制成，而是例如作为压制件、并且更确切地说通过深冲制成。所述突起11是外部制成的部件。该突起11例如也可以构造成相应地沿着车辆纵向x延伸的条状。其例如可以通过热连接或者也通过机械连接与所述底部3耦合。所述拉伸弹簧元件10形状配合地从后面卡住所述突起11，由此与其耦合，使得控温元件8压在底部的外侧7。由此，相应的防钻保护装置9又与控温元件8隔开一段距离a地进行布置。

图4示出了另一替代的设计变型方案。在此，所述底部3又制造成成型部件。所述底部3具有冲压处16。如此构造该冲压处16，从而相对于底部的外侧7将该冲压处16凸出地构造成突起11。尤其以成型技术来产生该冲压处16。由此能够使拉伸弹簧元件10形状配合地从后面卡住该冲压处16，使得所述控温元件8面状地压到底部的外侧7上。

图5示出了另一替代的变型方案。所述底部3构造成至少一个封闭的空腔型材，使得盆状结构2的实质底部3与防钻保护装置9相似地进行构造。尤其将其构造成挤出部件。由此，一体地并且材料统一地布置所述突起11。在由此构成的空腔17中布置控温元件8。所述突起11又形状配合地被拉伸弹簧元件10从后面卡住，并且将压力F施加到控温元件8上，使得控温元件压在底部的外侧7。在该空腔17中可选地布置肋材18，其额外地加固所述防钻保护装置9。在此，也在防钻保护装置9和控温元件8之间构造了相应的间距a，使得防钻保护装置9的向内机械损坏或者变形不会直接影响控温元件8。

附图标记列表：

1- 电池架

2- 盆状结构

3- 底部

4- 盖子

5- 电池

6- 电池底部

7- 关于3的外侧

8- 控温元件

9- 防钻保护装置

10- 拉伸弹簧元件

11- 突起

12- 冷却通道

13- 关于10的端部

14- 关于10的弯曲段

15- 关于10的压制段

16- 冲压处

17- 空腔

18- 肋材

19- 螺栓连接

- 热传导

Z- 车辆垂直方向

X- 车辆纵向

F- 压力

a- 间距

Claims (16)

1.用于电动车辆的、容纳至少一个电池(5)的电池架(1)，其中所述电池架(1)具有盆状的、连同底部(3)的内部空间，并且在所述内部空间中所述电池(5)与底部(3)接触地进行布置，并且在底部(3)的外侧(7)上将控温元件(8)与底部(3)面状地接触地进行布置，其特征在于，在所述底部(3)的外侧(7)的平坦区域上构造突起(11)作为凸出的凸出部分，并且至少一个弹簧元件与所述突起(11)耦合，所述弹簧元件是拉伸弹簧元件(10),其通过拉伸将压力施加到控温元件(8)上，使得控温元件(8)压在底部(3)上。

2.根据权利要求1所述的电池架(1)，其特征在于，所述控温元件(8)构造成冷却通道(12)，其中所述冷却通道(12)由轻金属或塑料制成。

3.根据权利要求2所述的电池架(1)，其特征在于，所述冷却通道(12)制成挤出部件。

4.根据权利要求1或2所述的电池架(1)，其特征在于，所述控温元件(8)构造成潜热存储器。

5.根据权利要求1所述的电池架(1)，其特征在于，所述拉伸弹簧元件(10)构造成卡扣构件。

6.根据权利要求5所述的电池架(1)，其特征在于,所述拉伸弹簧元件(10)由钢材制成。

7.根据权利要求1所述的电池架，其特征在于，所述底部(3)制成挤出的部件。

8.根据权利要求7所述的电池架，其特征在于，所述底部(3)在横截面方面作为具有空腔(17)的空心部件，其中所述控温元件(8)布置在所述空腔(17)中。

9.根据权利要求1或7所述的电池架(1)，其特征在于，所述底部(3)构造成底板。

10.根据权利要求1所述的电池架(1)，其特征在于，所述突起(11)在底部(3)中一体地并且材料统一地进行制造，或者所述突起(11)构造成与底部(3)耦合的单独部件。

11.根据权利要求10所述的电池架(1)，其特征在于，所述突起(11)在底部(3)中通过挤出和/或通过成型、和/或通过冲压进行制造。

12.根据权利要求1所述的电池架(1)，其特征在于，所述底部(3)由轻金属构成，并且/或者在底部(3)与电池底部(6)之间和/或在底部(3)与控温元件(8)之间布置导热胶。

13.按权利要求5所述的电池架(1)，其特征在于，与拉伸弹簧元件(10)隔开地布置防钻保护装置(9)。

14.按权利要求13所述的电池架(1)，其特征在于，所述防钻保护装置(9)与底部(3)没有机械耦合。

15.根据权利要求13所述的电池架(1)，其特征在于，所述底部(3)构造成横截面封闭的空心部件，其中上侧构造成电池架(1)的盆状结构(2)的底部，并且下侧构造成防钻保护装置(9)。

16.根据权利要求15所述的电池架(1)，其特征在于，在所述下侧上构造肋材(18)。

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