CN108511643A - 用于车辆的电池架 - Google Patents

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斯蒂芬·康拉德
斯蒂芬·法库蒂尼
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Abstract

本发明涉及用于车辆的电池架，该电池架(100)用于将至少一个电子电池模块(101)容纳在车辆中，该电池架具有型材本体(103)，所述型材本体具有端侧(105)和用来容纳所述电子电池模块(101)的容纳表面(107)，其中在板状的所述型材本体(103)内设置有多个中空通道(109)，其中每个中空通道(109)均具有中空通道孔口(111)，所述中空通道孔口设置在所述型材本体(103)的所述端侧(105)中。该电池架还具有罩体(115)，其在所述端侧(105)上封闭了所述中空通道(109)中的一些。

Description

用于车辆的电池架
技术领域
本发明涉及一种电池架，用来将至少一个电子电池模块容纳在车辆，尤其是机动车中。
背景技术
为了支撑至少一个电子电池模块，以便在电力驱动的车辆中提供电能，通常使用电池架，其设置在车辆的车轴之间。
为了有效地生产这种电池架，可采用在文献DE 10 2012 100 977B3中描述的型材元件。
发明内容
本发明的目的是，创造另一种有效的电池架。
此目的通过独立权利要求的特征得以实现。有利的实施例记载在从属权利要求、说明书以及附图的内容。
本发明是以这样的理念为基础，即上述目的通过一种电池架得以实现，其能够在制造方面有效地支撑电子电池模块，并且具有通过电子电池模块的支撑而实现一种功能，这种功能是指：调节所述电子电池模块的温度，尤其是冷却和/或加热所述电子电池模块，和/或尤其通过将防火剂带入所述电池架来实现所述电子电池模块的防火。
根据第一方面，本发明涉及一种电池架，用于将至少一个电子电池模块容纳在车辆中，该电池架具有型材本体，该型材本体具有端侧和用来容纳电子电池模块的容纳表面，其中在板状的该型材本体内设置有大量中空通道，其中每个中空通道均具有中空通道孔口，这些中空通道孔口设置在型材本体的端侧中；该电池架还具有罩体，其封闭了端侧上的一些中空通道。
通过给中空通道例如填充和/或灌装流体，能够利用在所述型材本体中形成的所述中空通道实现额外功能。因此实现的优点是，除了电池模块对于电子电池模块的保持功能以外，还能够提供扩展的功能。
通过封闭中空通道的罩体能够实现的优点是，不依赖于型材本体内的中空通道结构而实现这些中空通道之间的连接和/或封闭。所述罩体例如能够构造得使所述中空通道相互流体连接。
通过封闭所述中空通道，型材本体的端侧上的罩体能够通过型材本体的构造高度决定；因此有利的是，罩体不会扩大电池架的构造高度。
这些中空通道能够具有圆形的、椭圆形的和/或长方形的横截面，其中中空通道的横截面能够沿着中空通道的纵向轴线改变。因此，各中空通道的中空通道孔口能够具有与相邻中空通道不同的横截面。因此能够在中空通道孔口和罩体之间实现形状锁合的连接。中空通道和/或中空通道孔口在此能够构成为旋转对称的。
中空通道的中空通道孔口优选设置在型材本体的端侧上，并且设置在与该端侧相对而置的侧边上，因此每个中空通道在两个中空通道孔口之间延伸，并因此能够触及该端侧和与该端侧相对而置的侧边。
由于型材本体被中空通道贯穿，所以能够以有利的方式降低电池架的重量。此外，还能提高电池架相对于作用在电池架上的机械力(尤其是压力、弯曲力和/或扭力)的形状稳定性。
该罩体构造得用来液密地封闭大量中空通道孔口中的一些中空通道孔口。
通过在各中空通道孔口上经由罩体液密地封闭中空通道，使得中空通道能够填充流体，而该流体不会从中空通道孔口流出。因此，这些中空通道和该罩体能够是封闭的流体循环的一部分，在该流体循环中流体量是恒定不变的。该液密的封闭尤其能够是气密和/或水密的。
在实施例中，该罩体构成遮盖板条，其能够固定在所述型材本体的所述端侧上。
该遮盖板条尤其能够构造得用来至少局部地遮盖型材本体的端面，和/或该遮盖板条的边缘能够与容纳表面齐平地封闭。
在实施例中，该遮盖板条能够以形状配合方式或者力配合方式，尤其借助至少一个固定元件，连接至该型材本体的端侧上。
通过型材本体和罩体之间的力配合连接，能够实现的优点是，中空通道孔口能够在没有其它成形件(例如套管或连接器)的情况下与罩体连接起来，因此能够有利地降低电池架的制造费用和制造成本。在罩体和型材本体之间能够设置密封件，其在力配合的连接中能够实现罩体和型材本体的液密连接。例如通过在型材本体和罩体中构成的结构的交错啮合，能够实现形状锁合的连接。
通过罩体和型材本体的螺纹连接，尤其能够实现可松脱的连接，因此罩体和型材本体能够相互独立地更换，以便降低保养成本。此外，还能够通过用另一罩体来替换该罩体，来实现中空通道的功能变化，其中可通过该另一罩体使中空通道具有不同的封闭和/或连接配置。
在实施例中，在至少一个由所述罩体封闭的所述中空通道中设置有防火剂。
该防火剂能够限制、减缓和/或避免火灾的蔓延。因此能够实现的优点是，该电池架能够在功能上扩展到限制火灾、避免火灾和/或减缓火灾。
在实施例中，至少一个由罩体封闭的中空通道构成为用于紧固螺钉的容纳腔。
在实施例中，所述电子电池模块能够借助所述紧固螺钉固定在所述容纳表面上，其中该型材本体具有用来容纳所述紧固螺钉的开口，所述开口从所述容纳表面延伸至所述中空通道并且通到所述中空通道中。
电池架和电子电池模块之间的可拧紧连接能够是可松脱的连接，因此该电子电池模块是可更换的。因此能够实现的优点是，该电子电池模块能够独立于电池架进行更换，因此能够降低由电池架和电子电池模块构成的结构的保养成本。
通过这样构成这些开口，即这些开口通到中空通道中，能够实现电子电池模块的有效固定，因为能够减少为了形成开口需从型材本体除去的材料量。
在实施例中，这些开口在中空通道中终止，并且所述中空通道构成用于紧固螺钉的端部的容纳腔。
因此能够实现的优点是，紧固螺钉的端部能够通过中空通道触及到，并且例如能够通过螺纹对置件固定在中空通道。
在实施例中，至少两个中空通道相叠地设置，其中开口贯穿相叠设置的中空通道的上方中空通道并且通到相叠设置的中空通道的下方中空通道中，其中下方中空通道构成用于紧固螺钉的端部的容纳腔。
通过这些开口能够实现相叠设置的中空通道的连接。这些开口能够分别被紧固螺钉贯穿，该紧固螺钉能够与电子电池模块相连。因此，尤其在下方中空通道中能够实现紧固螺钉的固定和/或锚定，从而该电子电池模块能够以力配合方式和/或形状配合方式与型材本体连接。
在这些开口中能够形成螺纹，因此紧固螺钉能够在没有其它螺纹对置件的情况下与型材本体以力配合方式和/或形状配合方式连接。
在实施例中，型材本体的中空通道形成热交换器，以便调节所述电子电池模块的温度，尤其是对其进行冷却或加热。
这些中空通道能够通过中空通道内表面将热量排放到流经这些中空通道的流体中。该流体能够通过热量扩散或流体对流排出热量。流体的对流例如能够是中空通道的穿流，其中该流体能够将吸收的热量排放到外部的散热器(例如冷却元件)中。从电子电池模块至中空通道的热量传输能够通过经由型材本体的热量传导实现。热交换器还能够是冷循环或热循环的一部分。
该热交换器要么构成为主动元件，要么构成为被动元件。该热交换器的主动实施方式包括尤其通过泵或通过人造的压力差实现的流体强制性流入。在热交换器的被动实施方式中，热交换主要通过热量传导和自然对流(由于中空通道中的流体温差)实现。
在流体和电池架之间出现温差时，会在电池架和流体之间产生热量传输，因此流体的高的热容量是有利的。此外，该流体的高的导热性还能够在电池架和流体之间实现有效的热量交换，并因此实现有效的调温。
尤其对于电解的、尤其电子的电池模块(其例如由多个电池单元构成)来说，电子电池模块的功率取决于电子电池模块的温度。通过均匀的温度能够在电子电池模块的单个电池单元内避免电势差，并因此能够确保有效地驱动该电子电池模块。
这些大量中空通道中的一些引导流体的中空通道能够供流体流过，以便调节该电子电池模块的温度，其中这些中空通道与引导流体的中空通道是流体分开的，尤其不被该流体流过。
在实施例中，这些引导流体的中空通道能够以流体并联或者流体串联的方式填充流体。
通过流体并联地给这些中空通道填充流体，能够有利地降低通过中空通道构成的热交换器的流动阻力。
通过流体串联地给这些中空通道填充流体，能够有利地在中空通道中实现稳定的流体流动速度。
在实施例中，该型材本体构成电池架的底板。
该构成为底板的型材本体能够为电子电池模块形成防撞保护，因此能够保护该电子电池模块免受碰撞、弯曲负荷和/或拉力负荷。
该构成了底板的型材本体能够有利地在结构上增强电池架和/或支撑在车辆中。
在实施例中，该型材本体在侧面通过侧壁限定，在所述侧壁中形成了至少一个嵌入型材、尤其圣诞树状的嵌入型材，其中该嵌入型材构造为用于至少局部地与另一板状型材本体的嵌入对置件形成形状配合的连接，以便得到扩展的板状型材本体。
通过在型材本体的侧壁中形成嵌接连接，多个型材本体以模块方式连接。因此也能够通过使该型材本体相对于其它连接的型材本体具有构造不同的中空通道，而在连接的型材本体上实现功能性分配。此外，通过减少不同型材本体的数量，能够使电池架具有任意大小的容纳表面。
在实施例中，该嵌入型材是楔状的型材隆起，其从侧壁上突出来并且在该楔状的型材隆起的楔状面上形成有多个嵌钩。
在实施例中，该嵌入型材形成为侧壁的楔状凹陷，并且在楔状凹陷处的楔状面上形成有多个嵌钩。
该型材本体的侧壁尤其能够具有楔状的型材隆起，并且相对而置的侧壁具有楔状的凹陷。以这种方式成形的大量型材本体能够以任意的数量相互连接。通过对嵌入型材的事后切削加工，能够实现嵌入型材的更精细结构。
在实施例中，该另一板状型材本体具有端侧和用来容纳另一电子电池模块的容纳表面，其中在该另一板状型材本体内设置有大量中空通道，其中每个中空通道均具有中空通道孔口，这些中空通道孔口设置在该另一板状型材本体的端侧中，其中该罩体在端侧上封闭了该另一板状型材本体的一些中空通道，或者其中设置有另一罩体，其构造为在端侧上封闭了该另一板状型材本体的一些中空通道。
附图说明
下面参照附图对实施例进行描述。其中：
图1至图5分别示出了几个实施例中的电池架；以及
图6至图8分别示出了几个实施例中的电池架的嵌入型材。
附图标记列表
100 电池架
101 电池模块103型材本体
105 端侧
107 容纳表面
109 中空通道
111 中空通道孔口
113 紧固螺钉
115 罩体
301 开口
303 端部
401 上方中空通道
403 下方中空通道
500 电池架
501 侧壁
503 嵌入型材
505 另一型材本体
507 该另一型材本体的端侧
509 该另一型材本体的容纳表面
511 该另一型材本体的中空通道
513 该另一型材本体的中空通道孔口
515 该另一型材本体的嵌入型材
601 嵌钩
603 型材隆起
具体实施方式
图1示出了电池架100的示意图。电池架100构造为用于将至少一个电子电池模块101容纳在车辆中，该电池架具有型材本体103，该型材本体具有端侧105和用来容纳电子电池模块101的容纳表面107，其中在该板状的型材本体103内设置有大量的中空通道109，其中每个中空通道109均具有中空通道孔口111，这些中空通道孔口设置在型材本体103的端侧105中。电池架100具有罩体115，其封闭了端侧105上的一些中空通道109。为了看清罩体之下的结构，图1中将该罩体的局部示意为透明的。
在本实施例中，这些中空通道构成热交换器，其中这些中空通道109贯穿型材本体103。该型材本体103能够由实心材料制成，这些中空通道109在此实心材料中构成管状的、可填充流体的中空腔。这些中空通道109能够平行地、并排地构成，尤其构成为多行地或构成为有规律的格栅结构。
该电池架100构造为用于容纳至少一个电子电池模块101，其中多个电子电池模块能够并排地设置在容纳表面107上。该电子电池模块101能够借助连接件，尤其是紧固螺钉113，与电池架100通过力配合方式和/或形状配合方式连接。
图2示出了电池架100的示意图，其中电池架100具有罩体115，其封闭了端侧105上的一些中空通道109。完全示出为透明的罩体115构成遮盖板条，其能够固定在型材本体103的端侧105上。该遮盖板条能够尤其借助至少一个紧固螺钉113连接到型材本体103的端侧105上，该紧固螺钉旋入型材本体103的对应内螺纹中。该罩体115覆盖大量中空通道109中的一些中空通道109，因此在一些中空通道109中设置有流体或防火剂。
图3示出了电池架100的横向剖面图，其中视图的剖面横向于中空通道109的延伸方向(纵向方向)。型材本体103具有用来容纳紧固螺钉113的开口301。这些开口301能够通过容纳表面107中的孔洞触及到，并且分别连通到中空通道109中。通过在这些开口301中插入紧固螺钉113，可利用这些紧固螺钉将电子电池模块101与电池架连接起来。这些紧固螺钉113的端部303分别设置在中空通道109之一中，因此这些中空通道109构成用于紧固螺钉113的端部303的容纳腔。这些开口301分别通到中空通道109中，这些中空通道通过开口301朝容纳表面107敞开。这些中空通道109相叠地设置成上下两列，其中这些开口301分别连通到上列的中空通道109中，其中与下列的中空通道109相比，上列的中空通道108朝容纳表面107间距较小。换句话说，在一个实施例中，上列的中空通道109与容纳表面107之间的间距小于上列的中空通道109与下列的中空通道109之间的间距。
图4示出了电池架100的横向剖面图，其中视图的剖面横向于中空通道109的纵向方向。型材本体103具有开口301，其贯穿相叠设置的中空通道401、403中的上方中空通道401并且连通到相叠设置的中空通道401、403中的下方中空通道403中。该下方中空通道403构成用于容纳紧固螺钉113的端部303的容纳腔。这些开口301分别通到下方中空通道403中，并且在两个相叠设置的中空通道401和403之间形成连接，这些中空通道通过开口301朝容纳表面107敞开。
图5示出了电池架100和另一电池架500的示意图，它们并排设置并且通过设置在该电池架100和另一电池架500的各侧壁501上的嵌入型材503、515相互连接。该另一电池架500的另一板状型材本体505具有端侧507和用来容纳另一电子电池模块的容纳表面509。其中在该另一板状型材本体505内设置有大量的中空通道511，其中每个中空通道511均具有中空通道孔口513，这些中空通道孔口设置在该另一型材本体505的端侧507中。该罩体115构造为用于在端侧105和端侧507上封闭板状型材本体101和该另一板状型材本体505的一些中空通道109和511。这些中空通道孔口111、513具有长方形横截面。
在另一实施例中，也可在型材本体101的端侧105上设置有用来封闭一些中空通道孔口111的罩体115，并且在该另一型材本体505的端侧507上设置有用来封闭一些中空通道孔口513的另一罩体。
图6示出了嵌入型材503的示意图，其设置在电池架100的侧壁501上。该嵌入型材503构成为圣诞树状的嵌入型材。该嵌入型材503通过楔状的型材隆起603构成，其从侧壁501上突出来并且在该楔状的型材隆起603的楔状面上具有大量嵌钩601。这些嵌钩601通过突出的边棱构成。
该圣诞树状的嵌入型材503在每个楔状面上分别具有4个嵌钩601，其中这些嵌钩601的长度和边棱深度随着与型材本体103的间距的增大而缩小。该圣诞树状的嵌入型材503通过侧壁501的平整部段限定，因此构成圣诞树状的末端。该圣诞树状的嵌入型材503的型材厚度随着与型材本体的间距的增大而缩小。这些嵌钩601沿型材本体103的纵向方向延伸。
图7示出了嵌入型材515的示意图，其设置在电池架100的侧壁501中。该嵌入型材515构成为圣诞树状、尤其是楔状，其在楔状面上具有嵌钩601。该嵌入型材515在侧壁501的楔状凹陷处成形，并且在楔状凹陷处的楔状面上具有大量嵌钩601。该圣诞树形状通过错开的表面部分在楔状面上形成，因此在这些楔状面上形成了沿着该另一型材本体505的纵向方向延伸的边棱。这些嵌钩601通过突出的边棱构成。
嵌入型材515的图7所示的实施例构成用于图6所示的嵌入型材503的嵌入对置件，因此通过将按图6所示的实施例的嵌入型材503交错延伸或交错推入按图7所示的实施例的嵌入型材515中，来实现形状配合的连接。该深度(圣诞树状的嵌入型材515在此深度中形成)的开口宽度随着与该另一型材本体505的间距的增大而增大。这些嵌钩601沿该另一型材本体505的纵向方向延伸。
图8示出了两个嵌入型材503、515的示意图，它们交错啮合并因此板状的型材本体101与该另一型材本体505相连。该楔状的型材隆起603啮合到楔状的凹陷处中，因此设置在楔状面上的嵌钩交错啮合。容纳表面107和容纳表面509相互齐平地封闭，因此形成了连续的、相对于容纳表面107扩大的容纳表面。由于型材隆起603由弹性的和/或能弯曲的材料制成，尤其由铝型材制成，所以两个嵌入型材503、515能够有利地实现形状配合的交错啮合。
这些中空通道109、511以及中空通道孔口111、513可具有长方形轮廓，其中长方形的较长边棱平行于容纳表面107、509。

Claims (17)

1.一种电池架(100)，其构造为用于将至少一个电子电池模块(101)容纳在车辆中，其特征在于，所述电池架具有：
型材本体(103)，所述型材本体具有端侧(105)和用来容纳所述电子电池模块(101)的容纳表面(107)，其中在板状的所述型材本体(103)内设置有多个中空通道(109)，其中每个中空通道(109)均具有中空通道孔口(111)，所述中空通道孔口设置在所述型材本体(103)的所述端侧(105)中；以及
罩体(115)，其在所述端侧(105)上封闭了所述中空通道(109)中的一些。
2.根据权利要求1所述的电池架(100)，其特征在于，所述罩体(115)构造为用于液密地封闭所述中空通道孔口(111)中的一些中空通道孔口。
3.根据前述权利要求中任一项所述的电池架(100)，其特征在于，所述罩体(115)构成遮盖板条且能够固定在所述型材本体(103)的所述端侧(105)上。
4.根据权利要求3所述的电池架(100)，其特征在于，所述遮盖板条能够以形状配合方式或者力配合方式，尤其借助至少一个固定元件，连接至所述型材本体(103)的所述端侧(105)上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电池架(100)，其特征在于，在至少一个由所述罩体(115)封闭的中空通道(109)中设置有防火剂。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电池架(100)，其特征在于，至少一个由所述罩体(115)封闭的中空通道(109)构成为用于紧固螺钉(113)的容纳腔。
7.根据前述权利要求中任一项所述的电池架(100)，其特征在于，所述电子电池模块(101)能够借助所述紧固螺钉(113)固定在所述容纳表面(107)上，其中所述型材本体(103)具有用来容纳所述紧固螺钉(113)的开口(301)，所述开口从所述容纳表面(107)延伸至所述中空通道(109)并且连通至所述中空通道(109)中。
8.根据权利要求7所述的电池架(100)，其特征在于，所述开口(301)在所述中空通道(109)中终止，其中所述中空通道(109)构成用于所述紧固螺钉(113)的端部(303)的容纳腔。
9.根据权利要求7或8所述的电池架(100)，其特征在于，至少两个封闭的中空通道(401、403)相叠地设置，其中开口(301)贯穿相叠设置的中空通道(401、403)的上方中空通道(401)并且连通至相叠设置的中空通道(401、403)的下方中空通道(403)中，其中下方中空通道(403)构成用于紧固螺钉(113)的端部(303)的容纳腔。
10.根据前述权利要求中任一项所述的电池架(100)，其特征在于，所述型材本体的所述中空通道(109)形成热交换器，以便调节所述电子电池模块(101)的温度，尤其是对所述电子电池模块(101)进行冷却或加热。
11.根据权利要求10所述的电池架(100)，其特征在于，所述中空通道(100)中的一些引导流体的中空通道能够供流体流过，以便调节所述电子电池模块(101)的温度，并且所述中空通道(109)中的其它中空通道与所述引导流体的中空通道(109)是流体隔离的，尤其不被所述流体流过。
12.根据权利要求11所述的电池架(100)，其特征在于，所述引导流体的中空通道(109)能够以流体并联或者流体串联的方式填充流体。
13.根据前述权利要求中任一项所述的电池架(100)，其特征在于，所述型材本体(103)构成所述电池架(100)的底板。
14.根据前述权利要求中任一项所述的电池架(100)，其特征在于，所述型材本体(103)从侧面通过侧壁(501)限定，在所述侧壁中形成有至少一个嵌入型材(503)，尤其圣诞树状的嵌入型材，其中所述嵌入型材(503)构造为用于至少局部地与另一板状型材本体(505)的嵌入对置件实现形状配合连接，以便得到扩展的板状型材本体(103)。
15.根据权利要求14所述的电池架(100)，其特征在于，所述嵌入型材(503)形成了从所述侧壁(501)上突出的楔状型材隆起(603)，并且在所述楔状型材隆起(603)的楔状面上形成有多个嵌钩(601)。
16.根据权利要求14所述的电池架(100)，其特征在于，所述嵌入型材(503)形成为所述侧壁(501)的楔状凹陷，并且在所述楔状凹陷处的楔状面上形成有多个嵌钩(601)。
17.根据权利要求14、15或16所述的电池架(100)，其特征在于，所述另一板状型材本体(505)具有端侧(507)和用来容纳另一电子电池模块的容纳表面(509)，其中在所述另一板状型材本体(505)内设置有多个中空通道(511)，其中每个中空通道(511)均具有中空通道孔口(513)，所述中空通道孔口设置在所述另一板状型材本体(505)的所述端侧(507)中；其中所述罩体(115)在所述端侧(507)上封闭了所述另一板状型材本体(505)的中空通道(511)中的一些，或者设置有另一罩体，所述另一罩体构造为在所述端侧(507)上封闭了所述另一板状型材本体(505)的中空通道(511)中的一些。
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