CN110676402A - 机动车辆的牵引电池 - Google Patents

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J·赫布兰德
T·麦尔德
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Abstract

一种机动车辆的牵引电池(10)，该牵引电池具有：由多个支撑件(19，19a，19b)装配或者组装而成的电池框架(11)；被容纳在该电池框架(11)中的、分别由多个电池单元组成的多个电池模块，这些电池单元被容纳在相应的电池模块的模块壳体(14)中，其中相应的模块壳体(14)由多个侧壁和一个底壁装配或者组装而成，并且其中相应的模块壳体(14)的底壁形成为用于冷却这些电池单元(17)的冷却板；与该电池框架(11)相连接的盖板(12)；与该电池框架(11)相连接的车底保护板(13)。

Description

机动车辆的牵引电池
技术领域
本发明涉及一种机动车辆的牵引电池。
背景技术
从DE 10 2015 224 777 A1中已知用于机动车辆的牵引电池的电池壳体。该电池壳体具有带有壳体底部以及从壳体底部升起的周壁的壳体下部。强化支柱在壳体内部空间中延伸。这些强化支柱与壳体侧壁一起限制模块接收部，在这些模块接收部中分别能够插入电池模块。该电池壳体的壳体盖在上方连接到该壳体下部。
从现有技术中已知的牵引电池具有相对复杂的构造，其中对这些电池模块的冷却具有困难并且此外在驶过障碍物时不足以保护该牵引电池不受损坏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机动车辆的新型的牵引电池，该牵引电池相对简单地构造、允许可靠地冷却电池模块，并且在驶过障碍物时被保护不受损坏。
该目的通过根据以下所述的机动车辆的牵引电池来实现。
根据本发明的牵引电池包括由支撑件装配成或者组装成的电池框架。该支撑件周向地并且优选地仅由两个纵向支撑件和两个横向支撑件组装而成。
根据本发明的牵引电池还包括容纳在电池框架中的、分别由多个电池单元组成的多个电池模块，这些电池单元被容纳在模块壳体中，其中相应的模块壳体由多个侧壁和一个底壁装配或者组装而成，并且其中相应的模块壳体的底壁形成为用于冷却相应电池模块的电池单元的冷却板。
此外，根据本发明的牵引电池包括与该电池框架相连接的盖板以及与该电池框架相连接的车底保护板。
因此，根据本发明的牵引电池包括优选地由四个支撑件装配或者组装而成的电池框架。该电池框架的支撑件优选地互相焊接。这些电池模块被容纳在框架中。每个电池模块具有相应的模块壳体，该模块壳体也同电池框架一样由多个组件组装而成，即由一个底壁以及优选地由四个侧壁组装而成。相应的模块壳体的该底壁和这些侧壁优选地互相拧接。这些模块壳体与该电池框架相连接，优选地相拧接。相应的模块壳体的底壁用作用于冷却相应电池模块的电池单元的冷却板。该盖板和该车底保护板与电池框架相连接，优选地相拧接。根据本发明的牵引电池具有简单的构造，允许有利地冷却电池单元，并且在驶过障碍物时被保护不受损坏。
根据本发明的有利的改进方案，相应模块壳体的底壁在两个对置的窄边上相对于相应模块壳体的侧壁伸出，并且在那里在第一侧面上具有进流接口而且在对置的第二侧面上具有用于冷却剂的回流接口。可以在简单地构造该牵引电池时从窄边给相应模块壳体的底壁有效地供应冷却剂，然后冷却剂可在相应模块壳体的对置的窄边上从底壁中简单地被导出。相应电池模块的处于相应模块壳体的底壁上的电池单元能够在简单地构造该牵引电池时有效地被冷却。
根据本发明的有利的改进方案，该电池模块被容纳在该电池框架中，使得这些电池模块的模块壳体的窄边成排，并且因此进流接口和这些回流接口分别成列，其中该电池框架的平行于由进流接口组成的列延伸的支撑件形成与这些进流接口联接的进流通道；而该电池模块的平行于由回流接口组成的列延伸的对置的支撑件形成与这些回流接口联接的回流通道。在相应电池模块的相应模块壳体的底壁上形成的进流接口和回流接口能够经由(分别由电池框架提供的)进流通道和回流通道简单地被纳入冷却回路中。
根据有利的改进方案，在该电池模块的底壁与车底保护板之间定位有能够弹性变形的元件。优选地，相应的能够弹性变形的元件的第一区段与至少一个电池模块的底壁相连接和/或与该电池框架的至少一个支撑件相连接。相应的能够弹性变形的元件的第二区段松弛地贴靠该车底保护板。利用这些可弹性变形的元件可以在驶过障碍物时特别有效地保护该牵引电池不受损坏。这些可弹性变形的元件缓冲该车底保护板相对于这些电池模块的模块壳体的底壁的运动。尽管这些可弹性变形的元件特别优选地与本发明的上述其他细节一起使用，但是它们的用途不局限于此。这些可弹性变形的元件也能够在不同构造的电池框架以及电池模块中使用。对应的牵引电池在下述10的技术方案中被限定。
总体上，本发明在此公开下述1和10所记载的技术方案，下述2-9和11-12为优选技术方案：
1.一种机动车辆的牵引电池(10)，该牵引电池具有：
电池框架(11)，该电池框架由支撑件(19，19a，19b)装配或者组装而成，
多个电池模块(18)，这些电池模块被容纳在该电池框架(11)中、分别由多个电池单元(17)组成，这些电池单元被容纳在相应的电池模块(18)的模块壳体(14)中，
其中相应的模块壳体(14)由多个侧壁(21，21a，21b)和一个底壁(20)装配或者组装成，
其中相应的模块壳体(14)的底壁(20)形成为用于冷却这些电池单元(17)的冷却板，
盖板(12)，该盖板与该电池框架(11)相连接的，以及
车底保护板(13)，该车底保护板与该电池框架(11)相连接。
2.根据上述1所述的牵引电池，其特征在于，相应的模块壳体(14)的底壁(20)在两个对置的窄边上相对于相应的模块壳体(14)的侧壁(21b)伸出，并且在伸出位置处的第一侧面上具有进流接口(24)并且在对置的第二侧面上具有用于冷却剂的回流接口。
3.根据上述2所述的牵引电池，其特征在于，所述电池模块(18)被容纳在该电池框架(11)中，使得所述电池模块(18)的模块壳体(14)的窄边成排，并且因此所述进流接口(24)和回流接口分别成列。
4.根据上述3所述的牵引电池，其特征在于，该电池框架(11)的平行于由进流接口(14)组成的列延伸的支撑件(19a)形成与所述进流接口(14)联接的进流通道(27)；而该电池模块(11)的平行于由回流接口组成的列延伸的对置的支撑件(19a)形成与所述回流接口(14)联接的回流通道。
5.根据上述1至4之一所述的牵引电池，其特征在于，相应的模块壳体(14)的底壁(20)具有上板和下板，其中所述上板(20a)和下板(20b)在第一区段上彼此贴靠并且在彼此连接，并且其中所述上板(20a)和下板(20b)在第二区段上是彼此间隔开的并且形成冷却通道(25)。
6.根据上述1至5之一所述的牵引电池，其特征在于，在所述电池模块(18)的底壁(20)与该车底保护板(13)之间定位有能够弹性变形的元件(15)。
7.根据上述6所述的牵引电池，其特征在于，
相应的能够弹性变形的元件(15)的第一区段(15a)与至少一个电池模块(18)的底壁(20)和/或与该电池框架(11)的至少一个支撑件(19a)相连接，
相应的能够弹性变形的元件(15)的第二区段(15b)松弛地贴靠该车底保护板(13)。
8.根据上述1至7之一所述的牵引电池，其特征在于，
相应的模块壳体(14)的侧壁(21a，21b)互相拧接，
相应的模块壳体(14)的底壁(20)与相应的模块壳体(14)的侧壁(21a，21b)相拧接，
相应的模块壳体(14)的底壁(20)和侧壁(21b)与该电池框架(11)的支撑件(19a)相拧接，
该盖板(12)与该电池框架(11)相拧接，
该车底保护板(13)与该电池框架(11)相拧接。
9.根据上述7和8所述的牵引电池，其特征在于，相应的能够弹性变形的元件(15)在其第一区段(15a)上与相应的电池模块的底壁(20)和/或与该电池框架(11)的相应的支撑件(19a)相拧接。
10.一种机动车辆的牵引电池，该牵引电池包括：
电池框架(11)，
被容纳在该电池框架(11)中的、分别由多个电池单元(17)组成的多个电池模块(18)，这些电池单元被容纳在模块壳体(14)中，
与该电池框架(11)相连接的车底保护板(13)，
被定位在这些电池模块的模块壳体(14)与该车底保护板(13)之间的、能够弹性变形的元件(15)。
11.根据上述10所述的牵引电池，其特征在于，
相应的能够弹性变形的元件(15)的第一区段(15a)与至少一个电池模块(18)的该模块壳体(14)相连接和/或与该电池框架(11)相连接，
相应的能够弹性变形的元件(15)的第二区段(15b)松弛地贴靠该车底保护板(13)。
12.根据上述10或11所述的牵引电池，其特征在于，该牵引电池是根据上述1至9之一改进的。
附图说明
本发明的优选改进方案自上述2-9和11-12以及以下的说明中得出。本发明的实施例将借助附图进行详细说明，但并不局限于此。在附图中：
图1示出不带有电池单元的根据本发明的牵引电池的分解图示；
图2以单独图示示出该牵引电池的电池框架；
图3以单独图示示出该牵引电池的电池模块；
图4示出图3的该电池模块的电池单元；
图5示出图3的该电池模块的模块壳体；
图6示出该牵引电池的局部图；
图7示出该牵引电池的另一局部图；
图8示出该牵引电池的另一局部图；
图9示出该牵引电池的另一局部图；
图10示出该牵引电池的另一局部图；并且
图11示出该牵引电池的另一局部图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的牵引电池10的所选组件的分解图示。因此，图1示出了：电池框架11、能够与电池框架11相连接的盖板12、同样能够与电池框架11相连接的车底保护板13、有待安置在电池框架11中的电池模块的模块壳体14、以及可弹性变形的元件15，这些元件在牵引电池10的已装配状态下被布置在这些电池模块(即这些电池模块的模块壳体14)与车底保护板13之间。图1总共示出了用于相应的八个电池模块的八个模块壳体14以及八个可弹性变形的元件15。然而，这个数量纯粹是举例性质的。
图1仅示出了电池模块的模块壳体14。图5同样示出了模块壳体14，但是比在图1中示出了更多的细节。图4示出了由电池模块的可以被定位于模块壳体14中的多个电池单元17组成的单元16。图3示出了复杂的电池模块18，该电池模块由模块壳体14并且由具有多个电池单元17的单元16组成。根据所期望的电容量，电池模块18的电池单元17彼此并联和/或串联连接。
根据本发明的牵引电池10的电池框架11由支撑件19装配或组装成，更确切地说由两个纵向支撑件19a以及两个横向支撑件19b装配或组装成。电池框架11的两个纵向支撑件19a间隔地彼此平行地延伸，其中电池框架11的这两个横向支撑件19b在这两个纵向支撑件19a的末端之间垂直于这两个纵向支撑件19a延伸并且与纵向支撑件19a在彼此邻接的末端处相连接(优选地通过焊接)。因此形成周向的电池框架11。电池框架11仅由这些支撑件19a、19b组成。支撑件19优选为中空的并且藉由架状结构得到强化(见图8)。
电池框架11的支撑件19a与电池框架11的支撑件19b的焊接优选用于藉由电池框架11的支撑件19a、19b之间的对应焊缝来密封根据本发明的牵引电池的电池框架11。
相应电池模块18的每个模块壳体14具有一个底壁20以及多个侧壁21。模块壳体14也如电池框架11一样被实施为经构造的组件，因此侧壁21与底壁一起被装配并且由此被组装成组件。因此可能的是，使相应的模块壳体14的侧壁21与相应的底壁20相拧接或者相焊接。侧壁21的彼此邻接的末端优选地互相拧接。侧壁21优选地由实心材料制成以提高稳定性。
从图5中可以得知：相应电池模块18的相应模块壳体14的两个对置的第一侧壁21a形成相应模块壳体14的长边并且两个对置的第二侧壁21b形成相应模块壳体14的窄边。根据图7，侧壁21b与侧壁21a相拧接。
在图5所示实施例中，相应的模块壳体14的由侧壁21所限定的内部空间被中间壁30分成多个子空间。中间壁30平行于相应的模块壳体14的限定窄边的侧壁21b延伸。在所示的实施例中，由电池单元17组成的单元16被分成各自由多个电池单元17组成的两个子单元16a、16b。这两个子单元16a、16b被布置在模块壳体的子空间中并且被中间壁30互相隔开。这两个子单元16a、16b是电隔离的，优选地电流隔离的。在被限定在这两个中间壁30之间的子空间中，优选地布置有未示出的电池单元控制器。
侧壁21a、21b和中间壁30尤其用于接收所谓的膨胀力，该膨胀力作为由电池模块18的体积变化而导致的力。在对电池模块18充电和放电时能够形成这样的体积变化。
图7示出了藉由螺钉22来连接电池模块18的模块壳体14的侧壁21a、21b。
图7还示出了螺钉23，相应纵向支撑件19a可以藉由这些螺钉被紧固在电池模块18的模块壳体14上，即在电池模块18的模块壳体14的限定窄边的侧壁21b上。也参见图8。
如最佳地从图5、6和7中可以得知的：相应模块壳体14的底壁20在相应模块壳体14的对置的窄边上相对于模块壳体14的限定窄边的侧壁21b伸出，其中在第一窄边上形成进流接口24并且在对置的窄边上形成在图中不可见的用于冷却剂的回流接口。
因此，相应的模块壳体14的底壁20形成为用于冷却电池单元17的冷却板，其中经由相应的进流接口24可以给底壁20供应冷却剂，并且其中经由相应的回流接口(未示出)可以从相应的底壁20导出冷却剂。
图10、11示出了根据本发明的牵引电池10的从下方的视图，即电池模块18的模块壳体14的底壁20的从下方的视图。在此，从图10、11中可以得知：相应的模块壳体14的、用作冷却板的底壁20具有或者形成用于冷却剂的冷却通道25，该冷却剂通道从进流接口24开始朝回流接口25的方向延伸，即从相应模块壳体14的第一窄边开始朝对置的第二窄边的方向延伸。
图7、10和11示出了连接螺钉26，模块壳体14的底壁20能够藉由这些连接螺钉被装配在电池框架11上的多个区段(该模块壳体的这些底壁以这些区段在相对于模块壳体14的对应侧壁21b的窄边上伸出)上，更确切地说是装配在电池框架11的纵向支撑件19a上。
如上文已经实施的，模块壳体14的底壁20形成为冷却板，其中模块壳体的底壁在窄边的区域中具有进流接口24和回流接口，以便一方面给相应的底壁20供应冷却剂并且另一方面从底壁导出冷却剂。每个电池模块18都通过其底壁20来独立地被冷却。
如尤其从图1中可以得知，电池模块18或者这些电池模块的模块壳体14被容纳在电池框架11中，使得窄边或者电池模块18的模块壳体14的限定窄边的侧壁21b成排，从而使得进流接口24在第一窄边上、并且回流接口在对置的窄边上成列。在此，于是平行于由进流接口24组成的列以及平行于由回流接口组成的列延伸的纵向支撑件19a提供进流通道27以及在图中未示出的回流通道。因此，图8示出了从电池框架11的在那里可见的纵向支撑件19a形成的、用于冷却剂的进流通道24，经由该进流通道进流接口24能够向模块壳体14的底壁20供应冷却剂。
从图9中可以得知：相应模块壳体14的底壁20具有上板20a和下板20b。上板20a和下板20b在第一区段上彼此贴靠并且在那里彼此互相连接。在第二区段中，上板20a和下板20b彼此间隔开，并且限定冷却通道25，冷却剂可以经过该冷却通道从进流接口24开始朝回流接口的方向被引导。
如上文已经实施的，每个电池模块18的每个模块壳体14的侧壁21a、21b彼此相连接，优选地彼此相拧接。这些螺钉22是在图7中可看到的。
同样地，相应的模块壳体14的底壁20与侧壁21a、21b相连接，优选地与这些侧壁相拧接。此外，相应的模块壳体14的底壁20藉由螺钉26与电池框架11的支撑件19a相拧接。
该电池框架的支撑件19a还藉由螺钉23与模块壳体14的侧壁21b相拧接。
盖板12还与电池框架11相拧接，同样地如车底保护板13与电池框架11相拧接。
在电池模块18的模块壳体14的底壁20与车底保护板13之间布置有可弹性变形的元件15。图6、7和10示出了这些可弹性变形的元件15的安装位置。
如已经实施的，电池模块18被容纳在电池框架11中，使得窄边或模块壳体14的限定窄边的侧壁21b成排。因此，限定模块壳体14的长边的模块壳体14的侧壁21a彼此平行地延伸，其中相邻的电池模块18或者相邻的模块壳体14的侧壁21a彼此邻接。可弹性变形的元件15朝模块壳体的这些侧壁21a的方向并且由此朝模块壳体14的长边的方向延伸，其中可弹性变形的元件15在模块壳体14的整个纵向延伸范围上延伸。
每个(优选为梯形构造的)可弹性变形的元件15具有第一区段15a，在该第一区段上两个相邻的电池模块或者两个相邻的模块壳体14直接贴靠彼此邻接的侧壁21a，其中这些弹性的元件15在这个第一区段15a的区域中藉由第一螺钉28与相应模块壳体14的底壁20或者相应模块壳体14的侧壁21a相连接，并且其中第二螺钉29用于将这些可弹性变形的元件15藉由其各自的第一区段15a紧固在电池框架11上(即在电池框架11的支撑件19a上)。可弹性变形的元件15以第二区段15b松弛地安置在车底保护板13上。于是，当具有牵引电池10的机动车辆驶过障碍物并且这个障碍物碰触到车底保护板13时，车底保护板13向上方运动，其中可弹性变形的元件15朝电池模块18的方向缓冲车底保护板13的这种向上方的运动，并且因此防止电池模块18的模块壳体14受到损坏。相应的可弹性变形的元件15的区段15a、15b在模块壳体14的整个纵向范围上延伸。

Claims (12)

1.一种机动车辆的牵引电池(10)，该牵引电池具有：
电池框架(11)，该电池框架由支撑件(19，19a，19b)装配或者组装而成，
多个电池模块(18)，这些电池模块被容纳在该电池框架(11)中、分别由多个电池单元(17)组成，这些电池单元被容纳在相应的电池模块(18)的模块壳体(14)中，
其中相应的模块壳体(14)由多个侧壁(21，21a，21b)和一个底壁(20)装配或者组装成，
其中相应的模块壳体(14)的底壁(20)形成为用于冷却这些电池单元(17)的冷却板，
盖板(12)，该盖板与该电池框架(11)相连接的，以及
车底保护板(13)，该车底保护板与该电池框架(11)相连接。
2.根据权利要求1所述的牵引电池，其特征在于，相应的模块壳体(14)的底壁(20)在两个对置的窄边上相对于相应的模块壳体(14)的侧壁(21b)伸出，并且在伸出位置处的第一侧面上具有进流接口(24)并且在对置的第二侧面上具有用于冷却剂的回流接口。
3.根据权利要求2所述的牵引电池，其特征在于，所述电池模块(18)被容纳在该电池框架(11)中，使得所述电池模块(18)的模块壳体(14)的窄边成排，并且因此所述进流接口(24)和回流接口分别成列。
4.根据权利要求3所述的牵引电池，其特征在于，该电池框架(11)的平行于由进流接口(14)组成的列延伸的支撑件(19a)形成与所述进流接口(14)联接的进流通道(27)；而该电池模块(11)的平行于由回流接口组成的列延伸的对置的支撑件(19a)形成与所述回流接口(14)联接的回流通道。
5.根据权利要求1至4之一所述的牵引电池，其特征在于，相应的模块壳体(14)的底壁(20)具有上板和下板，其中所述上板(20a)和下板(20b)在第一区段上彼此贴靠并且在彼此连接，并且其中所述上板(20a)和下板(20b)在第二区段上是彼此间隔开的并且形成冷却通道(25)。
6.根据权利要求1至5之一所述的牵引电池，其特征在于，在所述电池模块(18)的底壁(20)与该车底保护板(13)之间定位有能够弹性变形的元件(15)。
7.根据权利要求6所述的牵引电池，其特征在于，
相应的能够弹性变形的元件(15)的第一区段(15a)与至少一个电池模块(18)的底壁(20)和/或与该电池框架(11)的至少一个支撑件(19a)相连接，
相应的能够弹性变形的元件(15)的第二区段(15b)松弛地贴靠该车底保护板(13)。
8.根据权利要求1至7之一所述的牵引电池，其特征在于，
相应的模块壳体(14)的侧壁(21a，21b)互相拧接，
相应的模块壳体(14)的底壁(20)与相应的模块壳体(14)的侧壁(21a，21b)相拧接，
相应的模块壳体(14)的底壁(20)和侧壁(21b)与该电池框架(11)的支撑件(19a)相拧接，
该盖板(12)与该电池框架(11)相拧接，
该车底保护板(13)与该电池框架(11)相拧接。
9.根据权利要求7和8所述的牵引电池，其特征在于，相应的能够弹性变形的元件(15)在其第一区段(15a)上与相应的电池模块的底壁(20)和/或与该电池框架(11)的相应的支撑件(19a)相拧接。
10.一种机动车辆的牵引电池，该牵引电池包括：
电池框架(11)，
被容纳在该电池框架(11)中的、分别由多个电池单元(17)组成的多个电池模块(18)，这些电池单元被容纳在模块壳体(14)中，
与该电池框架(11)相连接的车底保护板(13)，
被定位在这些电池模块的模块壳体(14)与该车底保护板(13)之间的、能够弹性变形的元件(15)。
11.根据权利要求10所述的牵引电池，其特征在于，
相应的能够弹性变形的元件(15)的第一区段(15a)与至少一个电池模块(18)的该模块壳体(14)相连接和/或与该电池框架(11)相连接，
相应的能够弹性变形的元件(15)的第二区段(15b)松弛地贴靠该车底保护板(13)。
12.根据权利要求10或11所述的牵引电池，其特征在于，该牵引电池是根据权利要求1至9之一改进的。
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