CN109449329B - 用于车辆电池模块的电池托架 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆电池模块的电池托架(100)，包括：用于容纳所述电池模块的中空型材底座(101)，其中，该中空型材底座(101)具有形成于其内部的多个中空通道(103)，该中空通道供用于控制所述电池模块的温度的流体流过；以及侧向围绕所述中空型材底座(101)的中空型材侧壁(105)，其中，该中空型材侧壁(105)内形成有用于向所述中空通道(103)分配流体的流体分配结构(107)，该流体分配结构(107)流体连接至所述多个中空通道(103)。

Description

用于车辆电池模块的电池托架
技术领域
本发明涉及一种用于车辆，尤其电动车辆的电池托架。
背景技术
为了在电动车辆中容纳至少一个用于供电的电池模块，通常需要在车辆的车轴之间的车身底部区域中设置电池托架。电池托架通常设计为使得如碰撞载荷等的临界机械应力不会传递或较小程度地传递给电池模块。
为了高效地制造此类电池托架，可以使用文献DE102012100977B3中描述的型材部件。
发明内容
本发明的目的在于提供另一种高效的电池托架。
本发明基于如下发现：上述目的可由一种电池托架实现，该电池托架包括用于一个或多个电池模块的电池托架，该电池托架可高效制造，而且具有容纳电气部件之外的功能。此类功能之一为控制所述电气部件，尤其一个或多个电池模块的温度，该温度控制尤其为对所述电池模块进行冷却和/或加热。为此目的，所述电池托架可具有中空型材底座，该中空型材底座内形成供流体流过的中空通道。为了实现将所述流体分配至所述中空通道，还通过在用于机械负载的所述电池托架侧壁内形成流体中空通道或流体分配管容纳结构对其进行功能扩展。
根据一个方面，本发明涉及一种用于车辆内的至少一个电池模块的电池托架，包括：用于容纳所述电池模块的中空型材底座，其中，该中空型材底座具有形成于所述中空型材底座内的多个中空通道，该中空通道供用于控制所述电池模块的温度的流体流过；以及侧向围绕所述中空型材底座的中空型材侧壁，其中，该中空型材侧壁内形成有用于向所述中空通道分配流体的流体分配结构，该流体分配结构可流体连接至所述多个中空通道。
如此，上述结构具有流体分配方面的优势，并且可通过共同挤出成型制成。
所述电池模块可例如为电动车辆的牵引电池。
所述流体连接既可通过流体开孔直接实现，可以通过喷嘴间接实现。
在一种实施方式中，所述流体分配结构沿所述中空型材侧壁的纵向方向延伸，以及/或者用于引导流体在所述中空型材侧壁的纵向方向流动。如此，所述流体被引导至在相对于所述中空通道长度方向为横向的方向上流动，从而促进流体向所述中空通道内的分配，尤其并行流分配。
在一种实施方式中，所述流体分配结构具有用于将该流体分配结构流体连接至所述中空型材底座的中空通道的流体开孔。其中，可为每一中空通道设置专用流体开孔。然而，也可将多个中空通道连接成流入同一流体开孔的并行流。
在一种实施方式中，所述流体分配结构具有用于引导所述流体的流体中空通道，该流体中空通道形成于所述中空型材侧壁内且具有用于将所述流体分配结构流体连接至所述中空型材底座的中空通道的流体开孔。如此，可例如通过挤出成型以一体方式制成所述流体中空通道，从而进一步降低生产成本。
在一种实施方式中，所述流体分配结构由容纳凹槽形成，该容纳凹槽沿所述中空型材侧壁的纵向方向形成并且用于容纳流体分配管。或者，所述流体分配结构包括此类型的容纳凹槽。当发生碰撞时，所述容纳凹槽可作为旋转铰链以引入扭矩。
在一种实施方式中，所述容纳凹槽内设有用于引导所述流体的流体分配管，该流体分配管以可拆卸方式，尤其通过夹式连接，连接至所述中空型材侧壁。如此，可通过极为简单的方式装配所述流体分配管。
在一种实施方式中，所述流体分配管具有用于将该流体分配管流体连接至所述中空型材底座的中空通道的流体开孔。该流体开孔可沿所述流体分配管设置。为了实现所述流体连接，所述中空通道可具有能够直接引入所述流体开孔内的流体喷嘴。
在一种实施方式中，所述流体分配结构具有两个彼此相对的端面，该流体分配结构的第一端面以流体密封方式被封闭，以及/或者该流体分配结构在第二端面具有流体连接结构，尤其是流体喷嘴。如此，该流体分配管可实现流体封闭，并且可通过极为简单的方式连接。
在一种实施方式中，所述流体分配结构在第一端面由封闭板以流体密封方式被封闭，该封闭板以压入配合方式连接至所述流体分配结构。该封闭板可通过周边密封件进一步密封。
在一种实施方式中，所述流体分配结构面向所述中空型材底座，所述中空型材侧壁具有变形区域，该变形区域面向远离所述流体分配结构的方向并且用于通过塑性变形吸收冲击能量。如此，使得电池模块得到进一步保护。
在一种实施方式中，所述变形区域具有沿所述中空型材侧壁延伸且可塑性变形的中空腔室结构。
在一种实施方式中，所述中空腔室结构具有上下叠置并由变形腹板隔开的中空腔室，该变形腹板可在塑性变形过程中被推入所述中空腔室当中的至少一个内。
在一种实施方式中，所述中空型材侧壁具有沿所述电池托架的垂直方向延伸的垂直壁，所述变形区域自该垂直壁以一定角度，尤其是直角延伸且面向远离所述中空型材底座的方向。
在一种实施方式中，所述中空型材侧壁具有支撑腹板，所述中空型材底座置于或可以置于该支撑腹板上。如此，可将所述电池底座制成独立部件。
在一种实施方式中，所述中空型材底座以机械方式，尤其是压入配合或一体结合的方式连接至所述支撑腹板。
附图说明
以下，参考从属权利要求、说明书及附图，对本发明的例示实施方式进行描述，附图中：
图1所示为一种实施方式中的具有中空型材侧壁的电池托架；
图2a，图2b，图2c所示为所述电池托架的实施方式；
图3a，图3b示出了一种实施方式中的中空型材侧壁的部分视图；
图4示出了一种实施方式中的所述中空型材侧壁的部分视图；
图5示出了一种实施方式中的所述电池托架的立体图；
图6示出了一种实施方式中的所述电池托架的立体图；
图7示出了一种实施方式中的所述电池托架的立体图。
具体实施方式
图1所示为用于车辆内的至少一个电池模块的电池托架100，包括：以示意方式示出的用于容纳所述电池模块的中空型材底座101，其中，中空型材底座101具有形成于其内的多个中空通道103，所述中空通道允许用于控制所述电池模块温度的流体流过；以及侧向围绕中空型材底座101的中空型材侧壁105，其中，中空型材侧壁105内形成有用于向中空通道103分配流体的流体分配结构107，流体分配结构107可与所述多个中空通道103流体连接。
中空型材底座101可例如通过铝的挤出成型制成，其中，中空通道103与其共同挤出成型。如图1所示，中空通道103在延伸方向上覆盖中空型材底座101的宽度，并且在平行于附图平面的方向上一个挨一个地延伸。在中空型材底座101面向远离中空型材侧壁105一端的端面上，中空通道103可相互间通过流体喷嘴以串行或并行方式连接，以实现流体在中空通道103内的加载。或者，中空通道103也可相互间通过挤出成型的流体连接结构在中空型材底座101内永久流体连接。
在中空型材底座101面向中空型材侧壁105的一端，中空通道103上可设置流体喷嘴(图1中未示出)，以实现流体被分配至中空通道103。
然而，中空通道103也可以环形或曲折方式形成于中空型材底座101内，并且可通过挤出成型的连接结构在中空型材底座101内实现流体连接。
流体分配结构107例如形成为容纳凹槽111，或者包括容纳凹槽111，其中，容纳凹槽111可容纳流体分配管(未图示)。该流体分配管可具有流体开孔，中空通道103的喷嘴可引入该流体开孔内，以实现中空通道103与所述流体分配管之间的流体连接。所述流体分配管可例如通过夹式连接或闩式连接设于容纳凹槽111内。
容纳凹槽111例如通过挤出成型，与中空型材侧壁105一体成型。
容纳凹槽111的截面的至少部分为圆形。如此，容纳凹槽111同时还形成一用于在发生碰撞时引入扭矩的旋转接头或旋转铰链。
中空型材侧壁105包括垂直壁125，该垂直壁沿电池托架100的垂直方向(即相对于中空型材底座101为横向的方向)延伸，而且具有至少一个空腔或中空通道127。垂直壁125形成了电池托架100的侧壁，并例如在延伸方向上覆盖其宽度或长度。中空通道127沿垂直壁125的纵向延伸。
在图1所示的例示实施方式中，垂直壁125内形成有多个中空通道127，这些中空通道上下叠置且由腹板129相互连接。中空通道127提高了垂直壁125的刚性。
在一种实施方式中，流体可流过中空通道127，以从侧向控制所述电池模块(未图示)的温度(例如对其进行冷却或加热)。同样地，中空通道127也可与流体分配结构107流体连接。为此目的，可在中空通道127的端面上安装例如与所述流体分配管(未图示)流体连接的流体喷嘴。然而，也可通过单独导流管线(如软管流体管线)实现上述流体连接。
此外，中空通道127可形成为通过变形而吸收冲击能量的结构。
在一种实施方式中，垂直壁125包括变形区域119，该变形区域以一定角度，尤其是直角自垂直壁125延伸并面向远离中空型材底座101的一侧。该变形区域用于通过塑性变形来吸收冲击能量。为此目的，变形区域119内形成中空腔室结构，该结构具有上下叠置且相互间由变形腹板123隔开的中空通道121或空腔。当冲击引起围绕各个中空通道121的侧壁发生变形时，变形腹板123被推入其中一个中空通道121内，从而实现通过塑性结构的变形吸收至少部分冲击能量。如此，使得所述电池模块得到进一步保护。
变形区域119沿所述中空型材侧壁105延伸。
如图1所示，下方中空通道121由倾斜延伸的侧壁122侧向围绕。因此，侧壁122与下方中空通道121的底部形成一定角度。
侧壁122的端部具有可选的定位凸起130，该定位凸起可伴随有定位凹口132。
相应地，所述垂直壁可具有定位凸起134和定位凹口136。
在一种实施方式中，上述的其中一个中空通道121内可设有紧固装置128，该紧固装置用于将电池托架100固定至车架等的车辆部件(未图示)上。
在图1所示的例示实施方式中，中空型材底座101由腹板108支撑。中空型材底座101可设置于腹板108上，或者可设置于腹板108下方，或者也可例如以压入配合或一体结合的方式与腹板108连接。
图2a，图2b和图2c所示为电池托架100的其他实施方式。
如图2a所示，流体分配结构107具有用于引导流体的流体中空通道109。流体中空通道109例如通过挤出成型制成，并替代上述可插入图1所示的容纳凹槽111内的流体分配管。
流体中空通道109朝例如相对于底板的在图2b中所示的中空通道103的长度方向横向延伸，而且用于将分配流体提供至中空通道103。
流体中空通道109的截面的至少部分以圆形或成角度方式形成。流体中空通道109以流体密封的方式形成，并且在一种实施方式中形成一体的集流管线或一体的流体管道。
与图1所示的例示实施方式相比，在图2a所示的例示实施方式中，围绕下方中空通道121的侧壁205为平直侧壁，且设置为与该下方中空通道的底部例如形成直角。
在一种实施方式中，流体中空通道109的端面为开放端面。为此目的，流体中空通道109在第一端面113可以以流体密封的方式被封闭。
根据中空型材侧壁105的构型，流体分配结构107可设置于区域203中。
图2b和图2c所示为电池托架100的其他实施方式。
图2b为一种实施方式中的电池托架100的立体前视图，该电池托架结合了图1和图2a所示实施方式的特征。具体而言，电池托架100既具有倾斜延伸的侧壁122，也具有流体中空通道109。
在图2b所示实施方式中，电池托架100具有腹板108，该腹板彼此相对设置，从而形成用于中空型材底座101的容纳结构。中空型材底座101以如下方式引入腹板108之间：中空通道103的面向流体中空通道109的端面开孔与流体中空通道109流体连接。
中空型材侧壁105的中空通道127在面向中空型材底座101的一侧由设为朝向区域203的侧壁围绕。如此，增大了比上方中空通道更加靠近区域203的下方中空通道107的截面。
图2c所示为例如具有图2b所示的中空型材侧壁105的电池托架100的实施方式。电池托架100可具有多个电池底座101，这些电池底座彼此紧挨设置，且通过连接件212彼此连接。连接件212可以为连接板，这些连接板例如推入至电池底座101的侧面凹槽内。然而，连接件212也可以以压入配合的方式连接电池底座101。连接件212还可形成闩式连接，以通过形状配合的方式连接电池底座101。
此外，电池托架100可设置于两块板214，216之间，从而使得该两块板以上下夹持的方式将电池托架100围于其中。板216可通过侧壁218侧向连接，从而可实现电池托架100连同一个或多个电池模块的完全或至少部分的包封。
图3a和图3b为中空型材侧壁105的视图，该中空型材侧壁具有以流体密封方式在第一端面113覆盖流体中空通道109的封闭板301。如图3a所示，封闭板301可例如通过紧固螺钉305螺合于中空型材侧壁105上。为此目的，第一端面113上形成有螺纹通道或螺纹开孔201，其设置方式与封闭板301内所形成的开孔303的设置方式一致。
可选地，可通过例如由弹性体构成的周边密封件306，将封闭板301相对于第一端面113进行密封。
在一种实施方式中，流体中空通道109设于面向远离所述第一端面的第二端面115上，该第二端面具有用于将流体加载于流体中空通道109内的流体连接结构117，尤其流体喷嘴。
类似地，第二端面115内可设置有用于以压入配合方式固定流体连接结构117的螺纹开孔。
各端面113，115可与各螺纹开孔一道，通过挤出成型或CNC技术加工而成。
在一种实施方式中，流体中空通道109可与中空通道103直接流体连接。为此目的，流体中空通道109具有图4所示的用于与中空通道103流体连接的流体开孔401。为此目的，所述中空通道103在端面处可具有流体喷嘴403，该流体喷嘴可以流体密封的方式引入流体开孔401中。在一种实施方式中，每一所述流体开孔401均可设有例如由弹性体构成的周边流体密封件，以增加相应的流体连接结构的流体密封性。
在一种实施方式中，流体喷嘴403用于直接装配至形成外轮廓的流体开孔401中。
流体喷嘴403可由铝以管状或管形方式形成。
流体开孔401可设于彼此相对的腹板108之间。
图5为一种实施方式中的电池托架100的立体前视图，该电池托架结合了图1和图2所示实施方式的特征。具体而言，电池托架100既具有倾斜延伸的侧壁122，也具有流体中空通道109。
图6为图5所示电池托架100的另一视图。如图6所示，上方中空通道121由顶壁603围绕，该顶壁延伸至具有突起601的端面端。顶壁603与侧向围绕中空通道127的侧壁605垂直。
在图6所示的实施方式中，电池托架100侧向具有流体开孔401-1，401-2，这些流体开孔成对设置，且与流体中空通道109流体连接。每对流体开孔401-1，401-2均可提供流体入口和流体出口。
图7为图6所示电池托架100的另一视图。

Claims (13)

1.一种用于车辆内的至少一个电池模块的电池托架，其特征在于，包括：
用于容纳所述电池模块的中空型材底座，其中，所述中空型材底座具有形成于所述中空型材底座内的多个中空通道，所述中空通道供用于控制所述电池模块的温度的流体流过；以及
侧向围绕所述中空型材底座的中空型材侧壁，其中，所述中空型材侧壁内形成有用于向所述中空通道分配流体的流体分配结构，所述流体分配结构流体连接至所述多个中空通道；
其中，所述中空型材侧壁具有至少一个腹板，所述中空型材底座置于或能够置于所述腹板上；
其中，所述流体分配结构在第一端面由封闭板以流体密封方式被封闭，所述封闭板以压入配合方式连接至所述流体分配结构；
其中，所述流体分配结构具有用于引导所述流体的流体中空通道，所述流体中空通道形成于所述中空型材侧壁内且具有用于将所述流体分配结构流体连接至所述中空型材底座的所述中空通道的流体开孔，
其中，所述电池托架侧向具有成对设置且与所述流体中空通道流体连接的电池托架流体开孔。
2.根据权利要求1所述的电池托架，其特征在于，所述流体分配结构沿所述中空型材侧壁的纵向方向延伸，以及/或者用于引导所述流体在所述中空型材侧壁的所述纵向方向流动。
3.根据权利要求1或2所述的电池托架，其特征在于，所述流体分配结构由容纳凹槽形成，所述容纳凹槽沿所述中空型材侧壁的纵向方向形成并且用于容纳流体分配管。
4.根据权利要求3所述的电池托架，其特征在于，所述容纳凹槽内设有用于引导所述流体的所述流体分配管，所述流体分配管以可拆卸方式连接至所述中空型材侧壁。
5.根据权利要求3所述的电池托架，其特征在于，所述流体分配管具有用于将所述流体分配管流体连接至所述中空型材底座的所述中空通道的流体开孔。
6.根据前述权利要求1或2所述的电池托架，其特征在于，所述流体分配结构具有两个彼此相对的端面，所述流体分配结构在第一端面以流体密封方式被封闭，以及/或者所述流体分配结构在第二端面具有流体连接结构。
7.根据前述权利要求1或2所述的电池托架，其特征在于，所述流体分配结构面向所述中空型材底座，所述中空型材侧壁具有变形区域，所述变形区域面向远离所述流体分配结构的方向并且用于通过塑性变形吸收冲击能量。
8.根据权利要求7所述的电池托架，其特征在于，所述变形区域具有沿所述中空型材侧壁延伸且可塑性变形的中空腔室结构。
9.根据权利要求8所述的电池托架，其特征在于，所述中空腔室结构具有上下叠置并由变形腹板隔开的中空腔室，所述变形腹板可在塑性变形过程中被推入所述中空腔室当中的至少一个内。
10.根据权利要求7所述的电池托架，其特征在于，所述中空型材侧壁具有沿所述电池托架的垂直方向延伸的垂直壁，所述变形区域自所述垂直壁以一定角度延伸且面向远离所述中空型材底座的方向。
11.根据权利要求10所述的电池托架，其特征在于，所述变形区域自所述垂直壁以直角延伸且面向远离所述中空型材底座的方向。
12.根据权利要求1或2所述的电池托架，其特征在于，所述中空型材底座以机械方式连接至至少一个所述腹板。
13.根据权利要求12所述的电池托架，其特征在于，所述中空型材底座以压入配合或一体结合的方式连接至至少一个所述腹板。
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