CN108630850A - 用于紧固电池组单元电池和/或单元电池组的组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于紧固电池组单元电池和/或单元电池组的组件以及带有至少一个这样的组件的电池组壳体，具体而言尤其提出了一种用于将至少一个电池组单元电池(4)和/或由两个或更多个电池组单元电池(4)组成的至少一个单元电池组(1)紧固在容纳其的底板(5)处的组件，其中底板(5)具有至少一个紧固装置。有利地设置成，该至少一个紧固装置通过单独的夹持型材(6)形成，其通过其至少部分区段地柔性的构造在预紧的情况下一方面面状地支撑在该至少一个电池组单元电池(4)和/或该至少一个单元电池组(1)处且另一方面直接地或间接地经由中间元件(7)面状地支撑在固定在底板(5)处或通过底板(5)单件式地构造的结构件(8)处。

Description

用于紧固电池组单元电池和/或单元电池组的组件
技术领域
本发明涉及一种根据本发明的专利权利要求1的前序部分所述的用于将至少一个电池组单元电池(Batteriezelle)和/或至少一个单元电池组(Zellpaket)紧固在容纳该至少一个电池组单元电池(Batteriezelle)和/或该至少一个单元电池组的底板处的组件。根据本发明的权利要求10，本发明此外涉及一种带有至少一个这样的组件的电池组壳体。
背景技术
文件DE 10 2011 077 330 A1描述了一种电池组(Batterie)，其具有至少一个包括多个并排布置的电池组单元电池的电池组模块。电池组模块布置在电池组的底板或电池组的下单元的底板上。电池组单元电池中的至少一个具有带有成型部(Ausformung)的电池组单元电池壳体，该成型部与具有侧凹部(Hinterschnitt)的且通过焊接、铆接或螺纹连接固定在底板处的保持元件相对应且借助于该保持元件通过以下方式紧固在底板上，即电池组单元电池壳体借助于所提及的成型部推入到保持元件的侧凹部中。在实践中发现，这样的所谓的刚性的紧固点经受公差，该公差或者可导致夹紧或者可导致非期望的间隙尺寸。由此可引起超定的夹紧情况，这可导致平衡材料在例如冷却连结(Kühlungsanbindung)方面的高的成本和/或可导致非期望的构件负载。在此开始随后描述的本发明。
发明内容
本发明的任务在于，创造一种关于现有技术备选的用于将至少一个电池组单元电池和/或至少一个单元电池组紧固在容纳该至少一个电池组单元电池和/或至少一个单元电池组的底板处的组件，该组件避免上文描述的缺点且尽管如此可快速地且成本适宜地实现。此外，本发明的任务在于，提供一种带有至少一个这样的用于进行紧固的组件的电池组壳体供使用。
从用于将至少一个电池组单元电池和/或由两个或更多个电池组单元电池组成的至少一个单元电池组紧固在容纳该至少一个电池组单元电池和/或由两个或更多个电池组单元电池组成的至少一个单元电池组的底板处的组件为出发点，其中底板关联有至少一个紧固装置，所提出的任务通过以下方式来解决，即该至少一个紧固装置通过单独的夹持型材形成，该夹持型材通过其至少部分区段地柔性的构造在预紧的情况下一方面面状地支撑在该至少一个电池组单元电池和/或该至少一个单元电池组处且另一方面直接地或间接地经由中间元件面状地支撑在固定在底板处或通过底板单件式地构造的结构件处。
通过夹持型材的至少部分区段地柔性的构造，创造将至少一个电池组单元电池和/或至少一个单元电池组紧固在承载该至少一个电池组单元电池和/或至少一个单元电池组的底板处的简单的且成本适宜的以及补偿可能的公差的可能性。通过该措施有效地避免如根据现有技术可出现的超定的夹紧情况。
从属权利要求描述了本发明的优选的改进方案或设计方案。
优选地通过以下方式获得本发明的机械方面特别简单的且功能可靠的实施方式，即夹持型材通过至少双支边的角型材形成。夹持型材可例如通过由金属如铝构成的挤压型材、通过由塑料构成的拉挤型材(Pultrusionsprofil)、通过简单的板材弯曲件等形成。例如通过角型材的在两个支边的共同的联接区域中的材料变薄(Materialausdünnung)，可获得夹持型材的期望的柔性的或者说弹簧般弹性的构造。取决于夹持型材在根据本发明的接合联合物(Fügeverbund)内的所选择的布置，第一和第二支边优选地布置成彼此成锐角“α1”(0°<α1<90°)或钝角“α2”(90°<α1<180°)。为了确保夹持型材在结构件处的可靠且持久的紧固，优选地夹持型材关联有至少一个夹持件，该至少一个夹持件将夹持型材的第一支边紧固在结构件或中间元件处。该至少一个夹持件可在此与结构件固定地连接。然而优选地该至少一个夹持件可松开地与结构件连接，以便例如在维护情况中实现电池组单元电池和/或单元电池模块的舒适的更换。夹持件可此外单件式地、两件式地或更多件式地构造。夹持件的两件式的或更多件式的构造通过以下方式实现拓宽的夹持技术，即例如夹持件的一部分作为上文提及的中间元件起作用。优选地，结构件具有三角形的、矩形的或正方形的横截面，由此产生结构件的高的变形阻力。有利地这样的横截面只要不是已经存在的话就可通过匹配于夹持型材的表面轮廓例如在横截面中观察V形的或逐渐变尖的表面轮廓补充。如本发明另外设置的那样，底板可为电池组壳体的组成部分、例如电池组壳体的下壳的单件式的组成部分。如本发明还设置的那样，结构件优选地通过电池组壳体的加固电池组壳体的横向支架或纵向支架形成或者结构件构造这样的横向支架或纵向支架。
本发明还涉及带有至少一个前述类型的组件的电池组壳体。
附图说明
随后本发明根据在图纸中示意性地呈现的实施例更详细地阐释。然而本发明不限于这些实施例，而是包含通过专利权利要求限定的所有设计方案。其中：
图1示出了电池组壳体的装备有单元电池组的下壳的透视俯视图，其中所提及的单元电池组借助于对于本发明来说重要的紧固装置紧固在下壳中，
图2示出了带有根据本发明的有利的第一实施变型方案的紧固装置的根据图1的装备有单元电池组的下壳的放大地呈现的片段图，
图3示出了在部分装配情况中的根据图2的紧固装置的透视细节图，
图4示出了在借助于夹持件引起的最终装配情况中的根据图2和3的紧固装置，该夹持件在两个不同的实施方式中呈现，
图5和6各自示出了紧固装置在其根据图4的最终装配情况中的且在与一个待紧固的单元电池组组装在一起或者共同作用时的正视图，
图7示出了带有根据本发明的有利的第二实施变型方案的在部分装配情况中的紧固装置的根据图1的装备有单元电池组的下壳的放大地呈现的片段图，
图8示出了在借助于夹持件引起的最终装配情况中的根据图7的紧固装置，
图9示出了根据图7和8的紧固装置的在其最终装配情况中的且在与两个待紧固的单元电池组组装在一起或者共同作用时的正视图，
图10示出了根据本发明的有利的第三实施变型方案的紧固装置在其最终装配情况中的且在与两个待紧固的单元电池组组装在一起或共同作用时的正视图，
图11示出了根据本发明的有利的第四实施变型方案的紧固装置在其最终装配情况中的且在与两个待紧固的单元电池组组装在一起或共同作用时的正视图，
图12示出了根据本发明的有利的第五实施方案的紧固装置在借助于夹持件引起的最终装配状态中的细节视图，以及
图13示出了根据图12的紧固装置在其所提及的最终装配情况中的且在与一个待紧固的单元电池组组装在一起或共同作用时的正视图。
参考符号列表
1 单元电池组
2 下壳
3 电池组壳体
4 电池组单元电池
5 底板
6 夹持型材
7 中间元件
8 结构件
9 侧壁(下壳2)
10 第一支边(夹持型材6)
11 第二支边(夹持型材6)
12 接触面(结构件8)
13 接触面(单元电池组1/电池组单元电池4)
14 第三支边(夹持型材6)
15 夹持件
15' 夹持件
16 槽
17 侧臂(夹持件15,15')
18 定中心销钉
“α1” 锐角
“α2” 钝角。
具体实施方式
图1首先示出了电池组的电池组壳体3的装备有也称为单元电池模块的单元电池组1的下壳2。所提及的电池组可例如构造可用作用于电动车的牵引电池组的高伏电池组。下壳2通常关联有封闭电池组壳体3的壳体盖板或上壳(未绘制呈现)。根据该实施例，下壳2装备有八个单元电池组1，这八个单元电池组分别包括42个电池组单元电池4。当前设置有四排单元电池组，每排包含两个单元电池组1。电池组单元电池4具有方形的外形，由此产生带有高的体积能量密度的方形的单元电池组1。
单元电池组1由底板5容纳或者放上到该底板5上，该底板5单件式地通过下壳2形成。与此相反也可设置且相应地由本发明包含在内，底板5构造为单独的构件且例如在装备有单元电池组1后插入到电池组壳体3中(未绘制呈现)。
由底板5容纳的单元电池组1关联有用于将单元电池组1紧固在底板5上的紧固装置。紧固装置分别通过纵向伸展的夹持型材6形成，该夹持型材6至少部分区段地柔性地构造且在预紧的情况下一方面面状地支撑在相关的单元电池组1处且另一方面直接地或间接地经由在下面更详细地描述的中间元件7面状地支撑在底板5或电池组壳体3的下壳2的相邻于单元电池组1布置的结构件8处。
根据该实施例，结构件8构造为单独的附装件且与由下壳2形成的底板5固定地连接。接合连接在此可为力配合的、形状配合的和/或材料配合的类型。与此相反，当底板5或者下壳2由塑料或纤维增强的塑料根据塑料注射成型方法制造时(未绘制呈现)，结构件8也可尤其与底板5或者与下壳2构造成单件。
根据图1和2，相邻于布置在一排中的两个单元电池组1或在两个相邻排的单元电池组1之间分别设置有纵向伸展的结构件8。由于结构件8的这种构造，结构件8附加地根据电池组壳体3例如如何布置在车辆中作为横向支架或纵向支架起作用。结构件8有利地提高下壳2或者电池组壳体3的刚度。尤其还在撞击事件的情况中结构件8可通过以下方式证实为有利的，即结构件8吸收撞击能量和/或将撞击能量传递到例如车辆的相邻的承载电池组的部件中。结构件8可在端侧联接在下壳2的相对而置的侧壁9处，由此下壳2或者电池组壳体3的刚度和撞击抵抗力还进一步提高(未绘制呈现)。
如可从图3至13中得知的那样，根据该实施例每个结构件8通过纵向伸展的闭合的型材(空心型材)形成。在图3至6中示出的闭合的型材具有三角形的横截面，而在图7至13中示出的型材具有至少模仿矩形的横截面。根据图7至11，所提及的矩形横截面通过型材的顶面的V形的或逐渐变尖的表面轮廓来补充。然而本发明不限于所提及的纵向伸展的闭合的型材，而是还包含两个或更多个所谓的型材区段，这些型材区段若有可能以间隔开地在相关排的单元电池组1的纵向延伸上分布的方式布置。此外本发明不限于闭合的型材，而是也包含敞开的型材或棒形的型材，其具有完整横截面(未绘制呈现)。
至于相应的夹持型材6，该夹持型材6通过至少双支边的角型材形成。夹持型材6可例如通过由金属(如铝)制成的挤压型材、通过由塑料制成的拉挤型材、通过简单的板材弯曲件等形成。例如通过角型材的在第一支边10和第二支边11的共同的联接区域中的材料变薄，可获得夹持型材6的柔性的或者说弹簧般弹性的构造。与此相反，夹持型材6的所提及的柔性构造也可单独通过其材料性质来产生。由于简单的且成本适宜的可制造性，夹持型材6优选地构造为由铝或钢板材制成的板材弯曲件。随后根据本发明的具体的实施变型方案来描述本发明。
实施变型方案1(图2-6)：
图2至6示出了带有结构件8的本发明的第一实施变型方案，该结构件8通过带有根据支边相同的三角形的类型的横截面的纵向伸展的闭合的型材形成。在结构件8的一侧或两侧布置有纵向伸展的夹持型材6。相关的夹持型材6至少双支边地构造，其中在预紧的情况下第一支边10面状地支撑在在横截面方面为三角形的结构件8的相邻的倾斜地布置的接触面12处且第二支边11面状地支撑在相关排的单元电池组1的至少一个单元电池组1或电池组单元电池4的相邻的竖直布置的接触面13处。基本上夹持型材6如此构造，即使得其支边10,11尽最大可能地跟随相关联的接触面12,13的走向且至少部分区段地在预紧的情况下面状地紧贴到相关联的接触面12,13处。根据该实施变型方案，夹持型材6的两个支边10,11以相互成锐角“α1”的方式布置。当前所提及的锐角“α1”为约18°。然而取决于可预期的作用于接合联合物上的力，该锐角“α1”可在宽的界限中变化。
图2关于图纸页面分别在结构件8的右侧示出了夹持型材6，该夹持型材6具有正好两个支边10,11，其中如上文描述的那样，第一支边10面状地支撑在结构件8处且第二支边11面状地支撑在至少一个单元电池组1处。从例如安装在车辆中的电池组为出发点，相关的单元电池组1根据电池组在车辆中的布置在车辆横向方向或车辆纵向方向(Y或X方向)上紧固。
与此相反，图2至6在结构件8左侧示出了夹持型材6，该夹持型材6的单元电池组侧的第二支边11如此补充了由第二支边11搁放的(abgestellt)第三支边14，即使得该第三支边14至少部分地够到至少一个单元电池组1之上且优选地面状地支撑在该至少一个单元电池组1上。如此紧固的单元电池组1不仅在车辆横向方向或车辆纵向方向(Y或X方向)而且在车辆高度方向(Z方向)上紧固。
图2和3示出了在部分装配情况中的夹持型材6。图4至6与此相反地示出了在最终装配情况中的夹持型材6，该最终装配情况通过以下方式出众，即夹持型材6的第一支边10借助于至少一个夹持件15,15'固定或者说紧固在结构件8处。根据该实施例，夹持件15,15'通过由塑料或金属制成的纵向伸展的型材元件形成，该型材元件具有纵向伸展的槽16，该槽16被推上到三角形的结构件8的顶端端部连同夹持型材6的贴靠的第一支边10的自由端部之上。夹持件15因此构造两个相对而置地布置的、至少形状配合地优选地形状配合地且摩擦配合地容纳第一支边10连同在横截面方面为三角形的结构件8的顶端端部的侧臂17且因此将夹持型材6紧固在其符合规定的位置中。夹持件15仅通过其外轮廓区分于夹持件15'。因此，夹持件15在横截面方面具有带有平坦的顶面的有棱角的轮廓，而夹持件15'具有成圈形的顶面的成圈形的轮廓。
夹持件15,15'本身根据该实施例插上在结构件8的至少一个定中心销钉18上且与该定中心销钉18优选地可松开地相连接。对此，夹持件15,15'具有用于定中心销钉18的未绘制呈现的容纳孔口。夹持件15,15'例如通过螺纹连接通过以下方式与定中心销钉18相连接，即将未绘制呈现的螺母旋上到构造有螺纹的且穿过所提及的容纳孔口的定中心销钉18上。除此之外，还可设想起夹持作用的接合连接且该起夹持作用的接合连接相应地同样由本发明包含在内。此外，通过例如粘接、焊接等引起的不可松开的接合连接也由本发明包含在内。
纵向伸展的夹持件15,15'构造成关于其纵向延伸尽最大可能防弯曲。如果相反地优选两个或更多个定中心销钉8，则也可证实为适宜的且相应地由本发明包含在内的是，设置两个或更多个单个的夹持件15,15'，这些夹持件15,15'若有可能借助于柔性的连接区段单件式地彼此连接，这简化了夹持件15,15'的装配(未绘制呈现)。
实施变型方案2(图7至9)：
图7至9示出了本发明的第二实施变型方案，其中功能相同的部件标记有与在前面的附图中相同的参考符号，从而针对其解释也参照前面对本发明的第一实施变型方案进行的描述。
本发明的第二实施变型方案首先通过以下方式区分于第一实施变型方案，即纵向伸展的结构件8的横截面遵循矩形的基本外形，其中该基本外形的处于上面的壁面或顶面具有这样的表面轮廓，即该表面轮廓在横截面中观察V形地构造且相应地同样提供用于夹持型材6的第一支边10的贴靠的两个倾斜地布置的接触面12供使用。该V形关联有带有三角形的横截面和平坦的顶面的至少一个形状互补地构造的夹持件15(尤其参看图8和9)。
如尤其可从图9中得知的那样，在结构件8左侧布置的夹持型材6具有正好两个支边10,11，这两个支边10,11布置成彼此成锐角“α1”，其中不同于本发明的第一实施变型方案，第一支边10代替倾斜向上从现在起倾斜向下朝向夹持件15伸延。在此，锐角“α1”为约40°。在结构件8右侧布置的夹持型材6跟随第一实施变型方案1在第一支边10和第二支边11附近具有由第二支边11搁放(或者说由第二支边11伸出)的第三支边14，该第三支边14至少部分地够到至少一个单元电池组1之上且优选地面状地支撑在该至少一个单元电池组1上。不同于本发明的第一实施变型方案，第一支边10代替倾斜向上从现在起倾斜向下朝向夹持件15伸延，由此可画出在支边10,11之间形成的约135°的钝角“α2”。钝角“α2”还可取决于可预期的作用于接合联合物上的力在宽的界限中变化。
实施变型方案3(图10)：
图10示出了本发明的第三实施变型方案，其中功能相同的部件标记有与前面的附图中相同的参考符号，从而针对其阐释也参照本发明的对前面的实施变型方案进行的描述。
本发明的第三实施变型方案仅通过以下方式区别于根据图7至9的第二实施变型方案，即在此应用带有成圈形的当前圆形的横截面的夹持件15。因此促使在夹持件15和夹持型材6的第一支边10之间的线性的接触。
实施变型方案4(图11)：
图11示出了本发明的第四实施变型方案，其中功能相同的部件标记有与在前面的附图中相同的参考符号，从而针对其阐释也参照前面的对本发明的第一实施变型方案进行的描述。
本发明的第四实施变型方案通过以下方式区别于第二和第三实施变型方案，即纵向伸展的结构件8的横截面虽然同样遵循矩形的基础外形，然而该基本外形的处于上面的壁面或顶面具有这样的表面轮廓，即该表面轮廓在横截面中观察逐渐变尖地构造且相应地同样提供用于夹持型材6的第一支边10的面状的贴靠的两个倾斜地布置的接触面12供使用。该逐渐变尖的横截面关联有至少一个形状互补地构造的夹持件15，该夹持件15相应于本发明的第一实施变型方案的根据图4或者5的夹持件15。
实施变型方案5(图12和13)：
图12和13示出了本发明的第五实施变型方案，其中功能相同的部件标记有与在前面的附图中相同的参考符号，从而针对其阐释也参照前面的对本发明的第一实施变型方案进行的描述。
该实施变型方案遵循根据图7至9的第二实施变型方案，其中不同于该第二实施变型方案，一方面结构件8精确地构造带有当前矩形的横截面的箱型材且另一方面用于夹持型材6的第一支边10的倾斜地布置的接触面12不通过结构件8而是通过上面已经提及的中间元件7供使用。在横截面中观察，接触面12彼此成V形地构造。中间元件7是两件式构造的夹持件15的一部分且同样插上到至少一个定中心销钉18上。
本发明的上面描述的实施变型方案适合于这样的夹持型材6，即该夹持型材6作为纵向伸展的夹持型材6优选地卡住一排的全部的单元电池组1和/或一排的一个单元电池组1或所有单元电池组1的全部的电池组单元电池4或者说面状地支撑在该处。然而本发明不限于这些优选的实施变型方案，而是还包含未绘制呈现的实施变型方案，该未绘制呈现的实施变型方案具有这样的夹持型材6，即该夹持型材6构造成极其短且仅面状地支撑在唯一的电池组单元电池4处或相比于单元电池组1的电池组单元电池4的数量仅面状地支撑在单元电池组1的少量的电池组单元电池4处。这当多个电池组单元电池4已经借助于附加的连接元件彼此固定地连接且因此构造单元电池组1时可证实为有利的。

Claims (10)

1.一种用于将至少一个电池组单元电池(4)和/或由两个或更多个电池组单元电池(4)组成的至少一个单元电池组(1)紧固在容纳该至少一个电池组单元电池(4)和/或由两个或更多个电池组单元电池(4)组成的至少一个单元电池组(1)的底板(5)处的组件，其中所述底板(5)关联有至少一个紧固装置，其特征在于，所述至少一个紧固装置通过单独的夹持型材(6)形成，该夹持型材(6)通过其至少部分区段地柔性的构造在预紧的情况下一方面面状地支撑在所述至少一个电池组单元电池(4)和/或所述至少一个单元电池组(1)处且另一方面直接地或间接地经由中间元件(7)面状地支撑在固定在所述底板(5)处或通过所述底板(5)单件式地构造的结构件(8)处。
2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述夹持型材(6)通过至少双支边的角型材形成。
3.根据权利要求2所述的组件，其特征在于，第一和第二支边(10,11)布置成彼此成锐角“α1”或钝角“α2”。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的组件，其特征在于，所述夹持型材(6)关联有至少一个夹持件(15,15')，该至少一个夹持件(15,15')将所述夹持型材(6)的第一支边(10)紧固在所述结构件(8)或所述中间元件(7)处。
5.根据权利要求4所述的组件，其特征在于，所述至少一个夹持件(15,15')固定地或可松开地与所述结构件(8)相连接。
6.根据权利要求5所述的组件，其特征在于，所述夹持件(15,15')单件式地、两件式地或更多件式地构造。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的组件，其特征在于，所述结构件(8)具有三角形的、矩形的或正方形的横截面。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的组件，其特征在于，所述底板(5)是电池组壳体(3)的组成部分。
9.根据权利要求8所述的组件，其特征在于，所述结构件(8)通过所述电池组壳体(3)的加固所述电池组壳体(3)的横向支架或纵向支架形成。
10.一种电池组壳体(3)，带有至少一个根据权利要求1至9中任一项所述的组件。
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