CN110803035A - 蓄电池装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的具有多个电池模块的蓄电池装置。蓄电池装置具有蓄电池壳体，其限定相应的电池模块的容纳空间。蓄电池壳体具有底座和壁，壁沿壁方向从底座垂直突出。根据本发明，蓄电池装置具有用于在撞击的情况下吸收能量的至少一个能量吸收装置，其具有壁部和梁部。这里，壁部固定到壁上或者形成壁，梁部能够固定到机动车的梁。另外，壁部具有横向于壁方向对齐的多个第一夹持元件，梁部具有横向于壁方向对齐的多个第二夹持元件，所述夹持元件沿重叠方向接合到彼此。在受到撞击的情况下，撞击能量沿重叠方向被夹持元件吸收，并且蓄电池壳体中的电池模块能够得到保护。本发明还涉及到一种具有蓄电池装置的机动车。

Description

蓄电池装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的用于机动车的蓄电池装置，以及一种具有蓄电池装置的机动车。
背景技术
蓄电池装置在机动车中用于能量存储，以例如向电动车供应能量。蓄电池装置在此通常具有彼此电连接的多个电池模块，电池模块固定在蓄电池装置的壳体中且彼此电连接。这里，壳体保护电池模块免受外部的影响，并且通常包括上部壳体和下部壳体。由于各个电池模块中的部分非常高的电压，对于壳体的紧密性提出非常高的要求。另外，必须在受到撞击时保护各个电池模块免于损坏。为此，壳体通常被构造的非常稳定，由此壳体的重量以不利的方式增加。为了在撞击的情况下吸收撞击能量，纵向梁结构能够集成在壳体中。纵向梁结构不利地是仅能够部分地减少撞击能量或者将撞击能量分别传递给横向结构，或者制造昂贵。
因此，本发明的目的是针对蓄电池装置和具有通用类型的蓄电池装置的机动车提出改进或至少替代的实施例，其中克服了所述缺点。
发明内容
根据本发明，该问题由独立权利要求的主题解决。有利的实施例是从属权利要求的主题。
提供了一种用于机动车的具有多个电池模块的蓄电池装置，并且其具有蓄电池壳体，蓄电池壳体具有用于容纳相应的电池模块的容纳空间。蓄电池壳体在此具有底座和沿壁方向从底座垂直突出的壁。根据本发明，蓄电池装置具有用于在受到撞击的情况下吸收撞击能量的至少一个能量吸收装置，其具有壁部和梁部。所述壁部在此形成蓄电池壳体的壁或固定在蓄电池壳体的壁上，所述梁部能够固定在机动车的梁上。壁部具有横向于壁方向定向的多个第一夹持元件，且梁部具有横向于壁方向定向的多个第二夹持元件，第一夹持元件和第二夹持元件沿重叠方向接合到彼此。因此，在受到撞击的情况下，撞击能量能够在重叠方向上由能量吸收装置的夹持元件吸收并且能够传递到机动车的梁。由此有效地保护蓄电池壳体中的电池模块免受损坏。
在安装状态下，蓄电池装置固定在机动车的车身底板上，其中蓄电池壳体的壁在车辆的Z方向上定向。因此，在蓄电池装置的安装状态下，壁方向对应于车辆Z方向，并且重叠方向对应于车辆X方向或车辆Y方向。在蓄电池装置的安装状态下，梁部固定在机动车的梁上，使得蓄电池壳体的壁和梁通过能量吸收装置彼此连接。第一夹持元件和第二夹持元件沿重叠方向接合到彼此，并且根据目的在重叠方向上具有相同的长度。在受到撞击的情况下，夹持元件沿重叠方向移动到彼此中，使得第二夹持元件抵靠在蓄电池壳体的壁上且第一夹持元件抵靠在机动车的梁上。通过使以这种方式支撑的夹持元件变形，能量吸收装置能够吸收撞击能量，从而在发生撞击的情况下，蓄电池壳体中的电池模块能够受到保护。能量吸收装置的特性及其撞击行为能够进行优化，例如针对壁部和梁部的材料、夹持元件在壁方向上定义的高度、夹持元件在重叠方向上定义的长度、第一夹持元件在壁方向上的距离或者第二夹持元件在壁方向上的距离。
在蓄电池装置中，壁部能够固定在蓄电池壳体的壁上，或者能够形成蓄电池壳体的壁。蓄电池壳体的底座在此能够是承载的也能够是非承载的。在承载底座的情况下，在蓄电池装置的安装状态下电池模块的重量至少部分由底座承载。在非承载底座的情况下，电池模块的重量能够例如由车身底板或由固定到车身底板的盖来承载。另外，基座能够与蓄电池壳体的壁一体构成，或者能够是单独的部件。原则上还能够设想蓄电池壳体的其他配置。
在蓄电池装置的有利的进一步扩展中，设定第一夹持元件固定在壁部的承载板上。承载板在此沿壁方向在整个高度上延伸，且横向于壁方向在蓄电池装置的整个长度上延伸。第一夹持元件沿重叠方向从承载板突出并且另外横向于壁方向在承载板的整个长度上延伸。第一夹持元件能够沿壁方向以彼此相等或不规则的距离布置。优选地，承载板和第一夹持元件是金属的，并且第一夹持元件焊接或点焊到承载板。第一夹持元件和承载板能够如由金属板或板条材料制成，优选地由钢板或铝板制成。
有利地，能够设定承载板由Z形或L形或C形或I形型材形成。第一夹持元件然后固定在其横档上。当型材具有凸缘时，后者能够固定到车身底板。因此，在蓄电池装置的安装状态下，壁部能够直接固定到机动车的车身底板，例如通过螺钉连接。此外，能够增加承载板的刚度。当型材具有另一凸缘时，能够在其上固定例如车身底部保护装置，用于保护蓄电池模块不受石屑损坏。
有利地，能够设定相应的第一夹持元件分别由板条形成，该板条沿重叠方向从承载板突出并且以材料结合的方式固定到承载板。作为替代方案，相邻布置的第一夹持元件中的两个可以分别由U形型材的凸缘形成。型材与其横档然后能够以材料结合的方式固定到承载板。U形型材然后以朝向梁部敞开的方式固定到承载板。可替代地，能够设定相应的第一夹持元件由折板形成，该折板以材料结合的方式在一侧固定到承载板。在该实施例中，第一夹持元件沿壁方向具有与重叠方向上的长度相当的高度，并且在撞击的情况下能够大面积地抵靠机动车的梁。
在蓄电池装置的有利的进一步扩展中，设定梁部的第二夹持元件布置成多个夹持组，这些夹持组横向于壁方向彼此相邻地布置。第二夹持元件的相应的夹持组在此沿壁方向在蓄电池装置的整个高度上延伸。此外，相应的夹持组的第二夹持元件沿壁方向彼此以相等或不规则的距离布置。
有利的是，能够设定相应的夹持组由Ω形型材形成。这里，第二夹持元件能够形成在型材的U形中心区域中。型材的成角度的端部然后能够固定到机动车的梁。可替代地，相应的夹持组能够由具有框架和在重叠方向上与框架成角度的中心区域的格栅板形成。这里，第二夹持元件能够在格栅板的成角度的中心区域中形成。格栅板的框架然后能够固定到机动车的梁。在相应的夹持组的上述配置中，第二夹持元件能够通过横向于壁方向对齐的贯通切口分离或分别通过贯通切口形成。第一夹持元件然后能够沿重叠方向接合到这些贯通切口中。可替代地，能够设定相应的夹持组由承载板和形成相应的第二夹持元件的折板形成，所述折板以材料结合的方式在一侧固定到承载板。当承载板和第一夹持元件是金属时，第一夹持元件能够焊接或点焊到承载板。不管第二夹持组的配置如何，第二夹持元件沿壁方向上的高度与沿重叠方向上的长度相当，并且在撞击的情况下能够大面积的抵靠在壁上。
根据本发明在蓄电池装置的有利的进一步扩展中，设定第一夹持元件在壁方向上的高度对应于第二夹持元件在壁方向上的距离。或者，第二夹持元件在壁方向上的高度能够对应于第一夹持元件在壁方向上的距离。第一夹持元件和第二夹持元件然后至少在一侧沿壁方向彼此贴靠，或者沿壁方向彼此交错堆叠。有利地，能够设定在第一夹持元件和/或第二夹持元件中布置有用于张拉锚固件的沿壁方向彼此叠置的张拉锚固开口。第一夹持元件和第二夹持元件能够通过张拉锚固件彼此稳固。张拉锚固件在此能够实施为螺栓或销或螺钉或金属板条。
有利地，能够设定第二夹持元件分别具有朝向第一夹持元件的至少一个倾斜区域，用于将梁部引入到壁部中。倾斜区域在此能够沿重叠方向局部延伸并且能够朝向第一夹持元件。在组装能量吸收装置时，梁部由此能够以简单的方式引入到壁部中。还能够设定第一夹持元件和/或第二夹持元件分别具有用于向后接合的齿状区域，使得在梁部和壁部相互结合时，第一夹持元件和第二夹持元件不会向后彼此接合，并且在梁部和壁部横向于壁方向分离时第一夹持元件和第二夹持元件向后彼此接合。通过这种方式，在撞击的情况下，撞击能量能够被引入到夹持元件中从而能够被吸收。
总之，根据本发明，在蓄电池装置中能够以简单且价格有利的方式制造能量吸收装置。第一夹持元件和第二夹持元件在此接合到彼此，使得在撞击的情况下，能量吸收装置能够吸收撞击能量并且能够将其有效地传递到机动车的梁。
本发明还涉及一种具有上述蓄电池装置的机动车。蓄电池装置在此在机动车下方固定在车身底板上，其中能量吸收装置的梁部固定在机动车的梁上。这里，蓄电池装置的壁方向对应于车辆Z方向，并且重叠方向对应于车辆X方向或车辆Y方向。
本发明的其他重要特征和优点将从从属权利要求、附图和借助附图的相关附图描述中得到。
应当理解，在不脱离本发明范围的情况下，上述特征和下文将进一步解释的特征不仅能够用于相应的所指出的组合中，还能够用于其他组合或单独使用。
附图说明
附图示出了本发明的优选示例性实施例，并且在下面的描述中进一步解释了本发明的优选示例性实施例，其中相同的附图标记表示相同或相似或功能相同的部件。
分别图示地示出了：
图1是根据本发明的机动车在车辆Y方向上的剖视图，其具有根据本发明的蓄电池装置；
图2是根据本发明的机动车在车辆X方向上的剖视图，其具有根据本发明的蓄电池装置；
图3至图5是根据本发明的蓄电池装置的不同配置的能量吸收装置在分解状态下的侧视图；
图6和图7是根据本发明的蓄电池装置的不同配置的能量吸收装置在组装的状态下的侧视图；
图8是根据本发明的具有能量吸收装置的蓄电池装置的局部视图；
图9是根据本发明的蓄电池装置中的能量吸收装置的局部视图；
图10是图9中所示的能量吸收装置的梁部的视图；
图11是根据本发明的蓄电池装置中以不同方式配置的能量吸收装置的局部视图；
图12是图11中所示的能量吸收装置的梁部的视图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的具有根据本发明的蓄电池装置2的机动车1在车辆Y方向的剖视图。图2中示出了根据本发明的具有根据本发明的蓄电池装置2的机动车1在车辆X方向的剖视图。机动车1在此具有车身底板3和两个梁4，梁4固定到车身底板3且在车辆X方向上对齐。在机动车1下方，蓄电池装置2固定到车身底板3。蓄电池装置2具有蓄电池壳体5，在蓄电池壳体5中布置有由多个单独的电池单元8组成的多个电池模块7。蓄电池壳体5在此具有底座9和壁10，壁10沿壁方向(在此对应于车辆Z方向)从底座9垂直地突出。通过底部保护装置11保护蓄电池壳体5免受下面的石屑的影响，底部保护装置11固定在梁4上。
蓄电池装置2在两侧分别具有能量吸收装置12，用于在撞击的情况下吸收撞击能量。对应的能量吸收装置12具有壁部13和梁部14。在该示例性实施例中，壁部13由承载板15形成，在承载板15上固定有沿重叠方向突出的多个第一夹持元件16a，该重叠方向在此对应于车辆Y方向。在该示例性实施例中，承载板15由Z形型材15a形成，且夹持元件16a固定到其横档15b。承载板15在此在车辆Z方向上定义的壁10的整个高度上延伸，并且在车辆X方向上定义的蓄电池装置2的整个长度上延伸。第一夹持元件16a在车辆Z方向上彼此间隔开地布置，并在承载板15的整个长度上延伸。在该示例性实施例中，梁部14由承载板17形成，承载板17上固定有沿重叠方向突出的多个第二夹持元件16b，该重叠方向对应于车辆Y方向。承载板17在此在壁10的整个高度上延伸并在蓄电池装置2的长度上延伸。第二夹持元件16b在车辆Z方向上彼此间隔开地布置，并在承载板17的整个长度上延伸。壁部13固定到壁10，且梁部14固定到机动车1相应的梁4。因此，蓄电池壳体5的壁10通过能量吸收装置12连接到机动车1的相应梁4。
第一夹持元件16a和第二夹持元件16b在车辆Y方向上接合到彼此。在车辆Z方向上定义的第一夹持元件16a的高度在此对应于在车辆Z方向上的第二夹持元件16b的距离，使得第一夹持元件16a和第二夹持元件16b在车辆Z方向上彼此堆叠。另外，夹持元件16a和16b具有在车辆Y方向上定义的相同长度。在撞击的情况下，夹持元件16a和16b在车辆Y方向上移动到彼此之中，使得第二夹持元件16b抵靠在承载板15和蓄电池壳体5的壁10上，且第一夹持元件16a抵靠在机动车1的相应的梁4上。通过使这样支撑的夹持元件16a和16b变形，能量吸收装置12能够吸收撞击能量，并且从而在撞击的情况下能够保护蓄电池壳体5中的电池模块7。
能量吸收装置12的特性及其撞击行为能够进行优化，例如针对壁部13和梁部14的材料、在车辆X方向上定义的夹持元件16a和16b的高度、在车辆Y方向上定义的夹持元件16a和16b的长度、第一夹持元件16a在车辆X方向上的距离或第二夹持元件16b在车辆X方向上的距离。优选地，壁部13和梁部14是金属的，且夹持元件16a和16b焊接或点焊到相应的承载板15和17。
图3至图5示出了不同配置的能量吸收装置12的侧视图。在图3中，壁部13的第一夹持元件16a分别由板条18形成，板条18沿车辆Y方向从承载板15突出。板条18以材料结合的方式固定在承载板15上。在图4中，壁部13的第一夹持元件16a由U形型材19的凸缘19a形成。相应的型材19和其横档19b以材料结合的方式固定在承载板15上，且朝向梁部14敞开。在图5中，第一夹持元件16a由折板20形成，折板20以材料结合的方式在一侧上固定在承载板15上。这里，第一夹持元件16a具有与长度相当的高度，并且在撞击的情况下能够大面积地抵靠在机动车1的梁4上。在这里，梁部14也相应地进行调整，使得第一夹持元件16a和第二夹持元件16b能够接合到彼此。
图6和图7示出了不同配置的能量吸收装置12的侧视图。在此，夹持元件16a和16b具有在车辆Z方向上彼此叠置的多个张拉锚固开口21。在张拉锚固开口21中布置有张拉锚固件22，其使第一夹持元件16a和第二夹持元件16b彼此稳固。此外，第二夹持元件16b具有朝向第一夹持元件16a的倾斜区域23，用于将梁部14引入到壁部13中。在此形成的壁部13对应于图4中的壁部13。与图6中所示的梁部14不同，图7中的梁部14的第二夹持元件16b在两侧具有用于向后接合的齿状区域24。通过用于向后接合的相应的区域24，在车辆Y方向上，第一夹持元件16a和第二夹持元件16b在梁部14和壁部13分离时能够向后彼此接合。以这种方式，在撞击的情况下，撞击能量能够更有效地引入到夹持元件16a和16b中。
图8示出了根据本发明的蓄电池装置2的局部视图。在该示例性实施例中，第二夹持元件16b沿车辆X方向布置为彼此相邻布置的多个夹持组26。第二夹持元件16b的相应的夹持组26在此在蓄电池装置2的整个高度上延伸。相应的夹持组26共同构成梁部14。在该示例性实施例中，相应的夹持组26分别具有承载板17，在承载板17上第二夹持元件16b由折板25形成。折板25在此以材料结合的方式固定在相应的承载板17上。壁部13的形成在此类似于图5中所示的壁部13，并且具有承载板15，折板20以材料结合的方式固定在承载板15上。在该示例性实施例中，承载板15由壁10形成，并且折板20直接固定在壁10上。
图9示出了不同配置的能量吸收装置12的局部视图。这里，壁部13与图4中所示的壁部13相同地形成。梁部14的第二夹持元件16b在此也布置为彼此相邻布置的夹持组26。相应的夹持组26在此由Ω形型材26a形成。型材26a的成角度的端部30能够固定在机动车1的梁4上，这里未示出，并且第二夹持元件16b通过贯穿切口27在型材26a的U形中心区域31中形成。然后第一夹持元件16a沿车辆Y方向接合到贯穿切口27中。图10更接近地示出了Ω形型材26a的夹持组26。
图11示出了不同配置的能量吸收装置12的局部视图。这里，壁部13与图4、图9中示出的壁部13相同地形成。梁部14的第二夹持元件16b在此也布置为彼此相邻布置的夹持组26。相应的夹持组26在此由格栅板26b形成，其中格栅板26b具有框架28以及在车辆Y方向上与框架28成角度的中心区域29。格栅板26b的框架28能够固定到机动车1的梁(这里没示出)，并且第二夹持元件16b通过贯通切口27在格栅板26b的成角度的中心区域28中形成。图12更接近地示出了格栅板26b形式的夹持组26。
总之，根据本发明的蓄电池装置2中的能量吸收装置12能够以简单且价格优惠的方式制造。第一夹持元件16a和第二夹持元件16b在此接合到彼此，使得在发生碰撞时，能量吸收装置12能够吸收撞击能量并将其有效地转移到机动车1的梁4。

Claims (11)

1.一种用于机动车(1)的具有多个电池模块(7)的蓄电池装置(2)，
-其中，蓄电池装置(2)具有蓄电池壳体(5)，所述蓄电池壳体(5)具有用于容纳相应的电池模块(7)的容纳空间(6)，
-其中，蓄电池壳体(5)具有底座(9)和壁(10)，所述壁(10)沿壁方向从底座(9)垂直地突出，
其特征在于，
-蓄电池装置(2)具有用于在撞击的情况下吸收撞击能量的至少一个能量吸收装置(12)，能量吸收装置(12)具有壁部(13)和梁部(14)，其中壁部(13)固定在蓄电池壳体(5)的壁(10)上或形成蓄电池壳体(5)的壁(10)，并且梁部(14)能够固定在机动车(1)的梁(4)上，并且
-壁部(13)具有横向于壁方向对齐的多个第一夹持元件(16a)，并且梁部(14)具有横向于壁方向对齐的多个第二夹持元件(16b)，所述多个第一夹持元件和多个第二夹持元件沿重叠方向接合到彼此，使得在撞击的情况下，撞击能量能够在重叠方向上由能量吸收装置(12)的夹持元件(16a、16b)吸收，并且蓄电池壳体(5)中的电池模块(7)能够得到保护。
2.根据权利要求1所述的蓄电池装置，
其特征在于，
-第一夹持元件(16a)固定到所述壁部(13)的承载板(15)，该承载板沿壁方向在整个高度上延伸，并且横向于壁方向在蓄电池装置(2)的整个长度上延伸，并且
-第一夹持元件(16a)沿重叠方向从承载板(15)突出并在承载板(15)的整个长度上延伸，并且彼此以相等或不规则的距离沿壁方向布置。
3.根据权利要求2所述的蓄电池装置，
其特征在于，
-承载板(15)由Z形或L形或C形或I形型材(15a)形成，其中第一夹持元件(16a)固定在其横档(15b)上。
4.根据权利要求2或3所述的蓄电池装置，
其特征在于，
-相应的第一夹持元件(16a)分别由板条(18)形成，板条(18)沿重叠方向从承载板(15)突出并且以材料结合的方式固定在承载板(15)上，
-相邻布置的第一夹持元件(16a)中的相应两个由U形型材(19)的凸缘(19a)形成，所述凸缘(19a)与其横档(19b)以材料结合的方式固定在承载板(15)上，或者
-相应的第一夹持元件(16a)由折板(20)形成，折板(20)以材料结合的方式在一侧固定在承载板(15)上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的蓄电池装置，
其特征在于，
-梁部(14)的第二夹持元件(16b)被布置为横向于壁方向彼此相邻布置的多个夹持组(26)，其中，相应的夹持组(26)沿壁方向从第二夹持元件(16b)在蓄电池装置(2)的整个高度上延伸，并且
-相应的夹持组(26)的第二夹持元件(16b)沿壁方向彼此以相等或不规则的距离布置。
6.根据权利要求5所述的蓄电池装置，
其特征在于，
-相应的夹持组(26)由Ω形型材(26b)形成，其中Ω形型材(26b)的成角度的端部(30)能够固定在机动车(1)的梁(4)上，并且其中第二夹持元件(16b)形成在Ω形型材(26b)的U形中心区域(31)中，或者
-相应的夹持组(26)由具有框架(28)和沿重叠方向与框架(28)成角度的中心区域(29)的格栅板(26b)形成，其中框架(28)能够固定在机动车(1)的梁(4)上，并且其中第二夹持元件(16b)形成在成角度的中心区域(29)中，或者
-相应的夹持组(26)由承载板(17)和形成相应的第二夹持元件(16b)的折板(25)形成，所述折板(25)以材料结合的方式固定在承载板(17)上。
7.根据权利要求6所述的蓄电池装置，
其特征在于，
第二夹持元件(16b)由沿重叠方向对齐的贯穿切口(27)分开或分别通过贯穿切口(27)形成，第一夹持元件(16a)沿重叠方向接合到贯穿切口(27)中。
8.根据前述权利要求中任一项所述的蓄电池装置，
其特征在于，
-第一夹持元件(16a)在壁方向上的高度对应于第二夹持元件(16b)在壁方向上的距离，或者
-第二夹持元件(16b)在壁方向上的高度对应于第一夹持元件(16a)在壁方向上的距离。
9.根据前述权利要求中任一项所述的蓄电池装置，
其特征在于，
-第二夹持元件(16b)分别具有朝向第一夹持元件(16a)的至少一个倾斜区域(23)，用于将梁部(14)引入到壁部(13)中，和/或
-第一夹持元件(16a)和/或第二夹持元件(16b)分别具有用于向后接合的齿状区域(24)，使得第一夹持元件(16a)和第二夹持元件(16b)在梁部(14)和壁部(13)相互结合时不会向后彼此接合，并且在梁部(14)和壁部(13)沿重叠方向分离时向后彼此接合。
10.根据前述权利要求中任一项所述的蓄电池装置，
其特征在于，
用于张拉锚固件(22)的、在壁方向上彼此叠置的张拉锚固开口(21)布置在第一夹持元件(16a)和/或第二夹持元件(16b)中。
11.一种具有根据权利要求1到10中任一项所述的蓄电池装置(2)的机动车(1)，蓄电池装置(2)在机动车(1)的下方固定到机动车(1)的车身底板(3)，其中能量吸收装置(12)的梁部(14)固定到机动车(1)的梁(4)，并且其中蓄电池装置(2)的壁方向对应于车辆Z方向，并且蓄电池装置(2)的重叠方向对应于车辆X方向或者车辆Y方向。
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