CN109461852B - 用于电动车的电池载体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电动车的电池载体，该电池载体包括凹槽(1)，该凹槽(1)具有底部(2)和从底板(2)突出的环绕的壁以及从该环绕的壁向外指向地突出的凸缘(4)，其特征在于，凹槽(1)作为折叠构件一件式地并且材料统一地由板坯(6)制成，其中，在所述环绕的壁的至少一个角区域(8)中在一个侧壁(3)上构成至少一个接合舌片(5)，该接合舌片(5)与相邻的侧壁(3)重叠，并且接合舌片(5)与相邻的侧壁(3)相互接合。

Description

用于电动车的电池载体
技术领域
本发明涉及一种用于电动车的电池载体。
背景技术
电动车在机动车的使用中越来越重要。在此，电动车主要或仅由电能驱动。为了将电能存储在电动车中而需要电池，也称为蓄电池、高压电池或牵引电池，所述电池具有明显的体积份额和相当高的自重。为了可以存储充足的能量，例如为了一次电池充电就可以获取300km的续驶里程，将这样的蓄电池设置在机动车的底板区域中。电池本身放置在电池载体中，从而一方面保护电池免受外部天气条件的影响，另一方面避免电池中包含的物质泄漏到环境中。
对此，从现有技术已知如下电池载体，所述电池载体由塑料材料、纤维复合材料或者也由金属材料制成。电池载体也称为“电池托盘”。
这样的电池载体通常从下面安装在机动车上并且在机动车宽度的大部分上并且也在机动车长度的一部分上延伸。
电池载体的特点在于凹槽状壳体，在该凹槽状壳体中设置多个电池。为了确保电池载体相应的刚性，在外部环绕地设有空心型材制成的框架，该框架同时也可以作为凹槽的环绕的壁起作用。电池载体设置在机动车不可见的底板区域中。在密封性和生产公差方面要求高。但是电池载体的生产成本遭受巨大的成本压力。
电池载体的电池凹槽有时制成金属板成型构件。对此，一种同类型的出版文献是US 2016/0263639 A1。
但是，在这种情况下，在角区域中有时出现弯曲变形方面的问题。
发明内容
因此，本发明的任务在于，提供一种电池载体，与现有技术已知的电池载体相比，该电池载体在其制造方面以及特别是在制成的角连接方面得到改进。
根据本发明，上述任务在具有按照本发明的特征的电池载体中得到解决。
用于电动车的电池载体具有凹槽，在下文中也称为电池凹槽。该凹槽本身具有底部和从底部突出的环绕的壁，该环绕的壁由相互耦联的侧壁制成。又从环绕的壁向外指向地突出有环绕的凸缘。根据本发明，凹槽作为折叠构件或弯曲构件一件式地并且材料统一地由板坯制成，其中，在侧壁的至少一个角区域中，优选在所有角区域中在一个侧壁上构成相应至少一个接合舌片，该接合舌片与相邻的侧壁重叠，在此，接合舌片与相应相邻的侧壁相互接合。
优选地，凹槽因此可以作为折叠构件或弯曲构件制造。这产生的优点是，在底部和侧壁之间可以制造小的弯曲半径，该弯曲半径优选小于金属板坯壁厚的十倍，更优选小于金属板坯壁厚的5倍，尤其优选小于金属板坯壁厚的3倍，并且特别是小于金属板坯壁厚的1.5倍。因此，在底部和侧壁之间，以及在侧壁和连接舌片之间，继而在侧壁和侧壁之间产生所述弯曲半径。
因此，根据本发明的制造允许：在使用由钢合金制成的金属板坯时，抗拉强度Rm可设定为大于600MPa。
此外，在使用轧制铝合金来制造凹槽时，可以达到大于250MPa的抗拉强度Rm。因为特别是没有使用深冲法来制造凹槽，所以可以使用更高强度的材料。这又能实现壁厚的减小，这在至少保持强度性能不变的情况下再次减少了重量和/或减少了使用的原材料以及使用的材料的质量。
板坯尤其是优选由钢板或铝合金制成的金属板坯。凹槽本身基本上构造成矩形。接合舌片相应在一个侧壁上一件式地并且材料统一地构成，并且与相应相邻的侧壁的一部分或者一部段重合，并且与侧壁的该部分热接合，特别是通过密封焊接热接合。密封焊接在本发明的过程中尤其意味着，外部的污染物或湿气不能到达电池凹槽中，该电池凹槽可选地可以用盖子封闭。此外，从电池中泄露的液体也不会从电池凹槽中漏出。优选补充地或者备选地也可以使用粘合剂。同样可以的是，在接合舌片和侧壁之间或者围绕接合舌片使用密封剂或者密封材料，优选与焊接(特别是点焊)或机械接合(例如咬接或铆接)进行组合。
接合舌片本身可以与相应相邻的侧壁参照凹槽的内部空间在外侧或者在内侧重叠。在一个特别优选的设计方案中，在一个角区域中彼此相邻的两个侧壁都具有一个接合舌片，其中，每一个连接舌片都与对置相邻的侧壁重叠，优选一个接合舌片设置在内侧，而另一个接合舌片设置在外侧。
外部突出的凸缘在相应的角区域中在侧壁的延长部中的投影方向上借助热接缝耦联。但是，该凸缘备选地也可以在相应的角区域中以45°角延伸地借助热接缝构成。相邻的各侧壁的凸缘的相应各部分通过所述热接缝相互耦联。
在凹槽本身内部可以设置增强撑条，所述增强撑条特别是可以用于容纳设置在凹槽中的电池。增强撑条也可以用于传递碰撞能量。
热接缝通常构成为连续焊缝。特别优选在彼此邻接的各侧壁具有两个接合舌片时，至少一个接缝与一个连续焊缝耦联。该连续焊缝优选从凸缘经由侧壁延伸到底部。第二个接合舌片例如也可以通过点焊与侧壁耦联。
此外，侧壁和/或底部优选具有压制部，特别是具有线状压制部。所述压制部可以优选在变形或折叠之前引入到金属板坯中。压制部优选向外指向。压制部也可以向内指向。特别优选地，压制部设置在增强撑条下方的区域中。特别是压制部突出到增强撑条的空腔中。
在本发明的一种备选设计方案中，之前描述的凹槽(也称为折叠凹槽)在装入情况下参照机动车竖直方向不是设置在下部、而是设置在上部。因此，折叠凹槽构成为罩。电池于是优选定位在底部金属板上，并且随后按照本发明制成的折叠凹槽作为罩倒扣到底部金属板上的电池上方并且与该底部金属板耦联。
在所有之前提到的实施方案中，可以在电池和凹槽或罩的底部之间加入冷却结构。在此例如可以将单独的冷却板设置在电池的下侧上。此外可以在凹槽或罩的相应底部的背离电池的一侧设有冷却结构。例如在此可以安装冷却板。
为了在电池的底侧和凹槽或罩的底部之间实现特别好的热交换，可以加入导热剂。导热剂可以是箔或者导热膏。
附图说明
本发明的其它优点、特征、特性和方面是以下描述的主题。优选的设计方案在示意图中示出。这些图用于简单理解本发明。其中：
图1示出根据本发明的凹槽的透视图；
图2示出用于制造根据图1的凹槽的板坯坯料；
图3示出根据图1的凹槽的一个备选设计方案；
图4示出用于制造根据图3的凹槽的板坯坯料；
图5示出对于图1的凹槽的一个备选设计方案；
图6示出对于图1的凹槽的一个备选设计方案；
图7、8、9示出一个角区域的不同横剖视图；
图10a至10c示出根据本发明的电池载体的不同视图；
图11示出凸缘在角区域中的剖视图；
图12示出本发明的具有作为折叠凹槽的罩的一种备选设计方案；以及
图13示出具有作为折叠凹槽的罩的一种备选设计方案。
具体实施方式
在附图中，相同的附图标记用于相同或相似的部件，即使出于简化的原因省略重复的描述。
图1示出根据本发明的电池载体的凹槽1透视图。凹槽1对此具有一个底部2和一个环绕的壁，该环绕的壁由相互耦联的多个侧壁3制成。另外，从各侧壁3凸出地设有一个环绕的凸缘4。根据本发明，设置有如下一个接合舌片5，该接合舌片设置在邻接或相邻的侧壁3的一个角区域8中，并且与参照图纸平面处于右外部的侧壁重叠，并且利用一个接缝7耦联。此外，在底部2和侧壁3之间形成角度α。根据本发明，该角度α可以是90°，因为该折叠凹槽不像深冲凹槽那样制造。该角度α也可以大于90°，但优选小于95°，特别是小于92°。
图2示出了板坯6的坯料，由该板坯通过折叠或弯曲操作制造图1所示的凹槽1。如果通过成型技术制成凹槽1，那么又构成接缝7，其中，各接合舌片5与侧壁3材料锁合地相互耦联，并且环绕的凸缘4的彼此邻接的各部分材料锁合地相互耦联。根据图1，各接合舌片5设置在外侧，并且分别构造于相对置的两个侧壁3上。在凸缘4上可以设有孔13，以便例如后续安装盖子。另外可以在底部2中设有孔14，例如以便后续在此安装螺纹连接件，或者所述孔用于例如在涂漆或阴极浸涂之后从凹槽中的排出。
图3和图4示出类似于图1和图2的设计方案，区别在于，在此不只是在一个相应制成的角区域8中一个侧壁3的一个接合舌片5与相邻的侧壁3重叠。而是在此在每个角区域8中构成两个接合舌片5，其中，此处示出各个端侧侧壁3的各接合舌片5参照壁的内部空间9设置在内侧，而纵侧侧壁3的各接合舌片5参照内部空间9设置在外侧。在外侧又构造接缝7，以便将外侧的接合舌片5与侧壁3耦联。在此特别优选的是，相应置于外侧的接合舌片5与侧壁3密封焊接。置于内侧的接合舌片5点焊到侧壁3上。凸缘以相应的45°角在各角区域中焊接。
图5和图6示出了多个备选的设计方案，其中，此处根据图5，接合舌片5设置在相应的侧壁3的内侧，特别是此处进行密封焊接。
根据图6，接合舌片5设置在外侧。图5和图6的区别还在于，两个相邻侧壁3的在外侧环绕的凸缘4相应以接缝7在相应端侧侧壁3的延长部的投影中构成，并且不是如在图1至图4中所示那样以45°角构成。由此产生的优点是，端侧侧壁3和凸缘之间的弯曲半径位于凸缘4自身的分离面中，而在根据图1至4的45°方案中，产生的凸缘4的相应边缘相互可以更好地彼此定位。
图7、8和9根据角区域8的剖视图示出接合舌片5的不同设置。根据图7，参照内部空间9，端侧侧壁3的接合舌片5相对于相邻的侧壁3设置在内侧。在两个侧面上分别设有一个接缝7。至少一个接缝构成为密封接缝，或者两个接缝均包括密封材料。特别是，置于外侧的接缝7作为密封焊缝与45°凸缘及其接缝相结合而连续地构成。
此外，在图7中示出接合舌片5与侧壁3之间的内半径R3。该内半径优选小于侧壁3壁厚W的10倍。这同样适用于侧壁3和底部2之间的弯曲边缘15处的半径(参见图1)。
根据图8，侧壁3的接合舌片5(参照凹槽1的内部空间9)在外侧包围相邻的侧壁3并且利用接缝7耦联。
根据图9，构成两个接合舌片5，因此在每个侧壁3上构成一个接合舌片5。相应的接合舌片5弯曲构成，使得接合舌片5(参照内部空间9)在外侧包围参照图纸平面处于上部的侧壁3，并且上部侧壁3的接合舌片5在左侧图纸平面上贴靠于侧壁3的内侧。相应地，这两个接合舌片借助接缝7与对应的侧壁3耦联。
图10a示出根据本发明的电池载体10的俯视图，相应的剖视图根据图10b和10c示出。电池载体10具有根据本发明的凹槽1，在凹槽1中设有电池11。另外，在凹槽1中设有横向和纵向延伸的增强撑条12。电池11例如可以固定在增强撑条12上和必要时固定在凹槽1本身上。示出外侧环绕的凸缘4。凹槽1可以可选地(未详细示出)用盖子封闭，例如盖子与凸缘在插入密封圈的情况下螺纹连接。
图11示出了凸缘4的横剖视图。参照图纸平面在右部的凸缘4以壁厚W冲压或偏移，使得该右部凸缘4底接左凸缘4。产生的用于支撑盖子的支撑面17(见图5)因此是平坦的。在间隙中可以放置密封物质16。
图12示出本发明的一种备选设计方案，据此，折叠凹槽构成为罩18。首先将电池11定位在底部金属板19上。底部金属板19本身可以是增强的底部金属板19，从而该底部金属板尤其承载直至数百公斤的电池11重量。
电池11随后被作为罩18的折叠凹槽遮盖。罩18同样具有在外部环绕的凸缘4，罩经由该凸缘与底部金属板19耦联。罩18如之前对于凹槽尤其是在图1至11中描述的那样制成。罩18同样具有环绕的壁以及底部2。该环绕的壁通过多个侧壁3构成。
图13示出一种对于图12的构成为罩18的折叠凹槽的备选实施方案。在按照图13的实施例中，电池11的电接头20在装入情况下参照机动车竖直方向向下指向地设置。电接头20因此朝向底部金属板19指向。电池11因此能够悬浮地安装在罩18中。电池能够在罩18中固定在底部2上或者固定在环绕的侧壁3上。
附图标记列表
1 凹槽
2 底部
3 侧壁
4 凸缘
5 接合舌片
6 板坯
7 接缝
8 角区域
9 内部空间
10 电池载体
11 电池
12 增强撑条
13 孔
14 孔
15 弯曲边缘
16 密封物质
17 支撑面
18 罩
19 底部金属板
20 接头
α 角度
R3 内半径
W 壁厚

Claims (14)

1.用于电动车的电池载体，该电池载体包括凹槽(1)，该凹槽具有底部(2)和从底部(2)突出的环绕的壁，该环绕的壁由相互耦联的侧壁(3)制成，凹槽(1)还具有从该环绕的壁向外指向地突出的环绕的凸缘(4)，其特征在于，凹槽(1)作为折叠构件一件式地并且材料统一地由板坯(6)制成，其中，在所述环绕的壁的至少一个角区域(8)中在一个侧壁(3)上构成至少一个接合舌片(5)，该接合舌片与相邻的侧壁(3)重叠，并且该接合舌片(5)与相邻的侧壁(3)相互接合，在接合舌片和侧壁之间使用密封材料，与点焊进行组合。
2.根据权利要求1所述的电池载体，其特征在于，所述接合实施为热接合，和/或实施为粘接。
3.根据权利要求1或2所述的电池载体，其特征在于，相对于凹槽(1)的内部空间(9)，接合舌片(5)与相邻的侧壁(3)在外侧或者在内侧重叠。
4.根据权利要求1或2所述的电池载体，其特征在于，两个相邻侧壁(3)的凸缘(4)在一个相应的角区域(8)中在侧壁(3)的平行投影的延长部中借助热接缝(7)耦联，或者两个相邻侧壁(3)的凸缘(4)在一个角区域(8)中相应以45°角向外延伸地借助热接缝(7)构成。
5.根据权利要求1或2所述的电池载体，其特征在于，凹槽(1)由金属板坯制成。
6.根据权利要求1或2所述的电池载体，其特征在于，在凹槽(1)中设有增强撑条(12)。
7.根据权利要求4所述的电池载体，其特征在于，热接缝(7)是连续的焊缝。
8.根据权利要求1或2所述的电池载体，其特征在于，凹槽(1)由高强度钢制成，或者凹槽由轧制的铝合金制成。
9.根据权利要求1或2所述的电池载体，其特征在于，底部(2)和/或侧壁(3)具有用于加固的压制部。
10.根据权利要求2所述的电池载体，其特征在于，所述热接合实施为焊接。
11.根据权利要求5所述的电池载体，其特征在于，凹槽(1)由钢板坯制成。
12.根据权利要求11所述的电池载体，其特征在于，凹槽(1)由可硬化的钢制成。
13.根据权利要求6所述的电池载体，其特征在于，所述增强撑条用于容纳设置在凹槽(1)中的电池(11)。
14.根据权利要求8所述的电池载体，其特征在于，所述高强度钢具有大于600MPa的抗拉强度Rm，或者所述轧制的铝合金具有大于250MPa的抗拉强度Rm。
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