CN111033793A - 用于机动车牵引用蓄电池的蓄电池壳体的覆盖装置、蓄电池壳体、牵引用蓄电池以及机动车 - Google Patents

用于机动车牵引用蓄电池的蓄电池壳体的覆盖装置、蓄电池壳体、牵引用蓄电池以及机动车 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车牵引用蓄电池(1)的蓄电池壳体(4)的覆盖装置(7)，该覆盖装置用于覆盖蓄电池壳体(4)的容纳空间(3)，该容纳空间(3)设置用于容纳牵引用蓄电池(1)的至少两个蓄电池单体(2)，该覆盖装置包括面向环境区域(9)的上侧(10)和面向容纳空间(3)的下侧(11)，其中，下侧(11)具有与蓄电池单体(2)的排气元件(6)相配设的第一区域(12)，该第一区域具有针对从排气元件(6)流出的热气体的第一耐热性，并且下侧(11)具有第二区域(13)，该第二区域具有比第一耐热性小的第二耐热性。本发明还涉及蓄电池壳体(4)、牵引用蓄电池(1)以及机动车。

Description

用于机动车牵引用蓄电池的蓄电池壳体的覆盖装置、蓄电池 壳体、牵引用蓄电池以及机动车
技术领域
本发明涉及一种用于机动车牵引用蓄电池的蓄电池壳体的覆盖装置，所述覆盖装置用于覆盖蓄电池壳体的容纳空间，该容纳空间设置用于容纳牵引用蓄电池的至少两个蓄电池单体，所述覆盖装置包括面向环境区域的上侧和面向容纳空间的下侧。本发明还涉及蓄电池壳体、牵引用蓄电池以及机动车。
背景技术
本发明关注用于可电驱动的机动车、例如电动车辆或混合动力车辆的牵引用蓄电池或高压蓄能器。这种机动车在动力传动系中通常具有用于驱动机动车的电机或电动马达以及为电机提供电能的牵引用蓄电池。这种牵引用蓄电池通常包括多个相互连接的蓄电池单体，它们设置在蓄电池壳体的容纳空间内。在此，可能发生的是，蓄电池单体会过热、例如因单体内部短路、机械应力等而过热。呈热事件形式的这种蓄电池单体损坏情况通常伴随着热排气，在热排气时，在蓄电池单体中产生的热气体通过排气元件、例如破裂膜片从蓄电池单体被导引到蓄电池壳体的容纳空间中。为此，DE 102011002631 A1公开了一种蓄电池单体模块，其包括多个分别具有排气口的蓄电池单体和盖，该盖具有用于至少暂时容纳从蓄电池单体中漏出的气体的气体容纳空间。
成问题的是，蓄电池壳体内的与损坏的蓄电池单体相邻的蓄电池单体也由于热传播而排气，并且蓄电池壳体被通过热气体输送的热损坏。由此可能会发生起火或燃烧，它们可能从蓄电池壳体中出来。如果由此也点燃与蓄电池壳体相邻的机动车车身部件，则这可能危及机动车乘员。
发明内容
本发明的任务在于提供一种解决方案，如一种用于机动车牵引用蓄电池的蓄电池壳体，该蓄电池壳体一方面可特别可靠和抗损坏地构造并且另一方面可特别低成本且节省材料地构造。
根据本发明，所述任务通过具有根据相应独立权利要求的特征的覆盖装置、蓄电池壳体、牵引用蓄电池以及机动车来解决。本发明的有利实施方式是从属权利要求、说明书以及附图的技术方案。
根据本发明的用于机动车牵引用蓄电池的蓄电池壳体的覆盖装置用于覆盖蓄电池壳体的容纳空间，该容纳空间设置用于容纳牵引用蓄电池的至少两个蓄电池单体，所述覆盖装置包括面向环境区域的上侧和面向容纳空间的下侧。所述下侧具有与蓄电池单体的排气元件相配设的第一区域，该第一区域具有针对从排气元件流出的热气体的第一耐热性。此外，所述下侧具有第二区域，第二区域具有比第一耐热性小的第二耐热性。
所述覆盖装置用于覆盖、尤其是用于完全覆盖蓄电池壳体并且因此用于相对于环境区域封闭容纳空间。蓄电池壳体例如可构造成箱形或方形的，其中，覆盖装置尤其是构造为板形的盖。在此，在容纳空间中可设置有多个蓄电池单体。蓄电池单体例如可以是棱柱形蓄电池单体，它们以并排成行和/或前后依次成列的方式设置在容纳空间中。这种棱柱形蓄电池单体通常具有方形的蓄电池单体壳体，在该蓄电池单体壳体中设置有电流元件。蓄电池单体在其面向覆盖装置的顶侧上还具有相应的排气元件或放气元件，通过该排气元件或放气元件可将在损坏情况下在蓄电池单体中产生的热气体从蓄电池单体排出。为此，从蓄电池单体内的特定内部压力起，排气元件被激活，从而在蓄电池单体中产生的热气体可从蓄电池单体漏出到容纳空间中。这种排气元件例如可以是在激活状态下打开的气门或在激活状态下破裂的破裂膜片。
现在为了防止蓄电池壳体被从蓄电池单体中漏出的热气体破坏，覆盖装置具有与排气元件相配设的第一区域。这意味着，第一区域位于排气元件的热气体的流动路径中并且因此在排气元件激活的状态下被热气体加载。在排气元件激活的状态下，第一区域由于热气体而经受热作用。尤其是第一区域对于每个排气元件具有一个子区域，该子区域在覆盖装置覆盖容纳空间的状态下设置在相配设的排气元件的热气体的流动路径中。因此，每个蓄电池单体配设有第一区域的一个子区域，该子区域位于从排气元件排出的热气体的流动路径中。因此，第一区域不必构造成相连的，而是可具有彼此间隔开的子区域。
在此，第一区域具有第一耐热性并且因此至少在预定时间段上能抵抗热气体。换言之，当第一区域被热气体加载时，第一区域基于第一耐热性而至少在热作用的预定时间段上保持无破坏。由此，尽管有热作用到覆盖装置上，蓄电池壳体仍处于功能良好状态。例如这样选择所述时间段，使得机动车的驾驶员能在该时间段内停车并能离开机动车。为此，例如可在检测到蓄电池壳体内的温度超过特定阈值时向驾驶员发出警告信号，通过该警告信号指示驾驶员停车。通过覆盖装置的第一区域，蓄电池壳体构造得特别可靠并且即使在蓄电池单体的损坏情况下也能保持功能良好或保持不受损伤。由此可有利地防止过热的牵引用蓄电池危及车辆乘员。
基本上位于流动路径之外的第二区域具有第二耐热性，第二耐热性比第一耐热性小。这意味着，被热气体加载的第二区域保持无破坏的时间段小于上述预定时间段。因此，与第二区域相比，第一区域在热方面被加强。换言之，第一区域比第二区域更能承受热负荷。第二区域尤其是与第一区域相邻接地构造并且例如可将第一区域的至少两个子区域彼此分离或分开。在此，本发明基于下述认识：不位于热气体流动路径中的第二区域即使在蓄电池单体的损坏情况下也不经受热作用或经受比第一区域更少的热作用。因此，无需在第二区域中提供通常与成本和附加材料有关联的第一耐热性。由此可特别低成本、节省材料且减轻重量地构造覆盖装置和因此蓄电池壳体。
优选地，所述第一区域的面积小于所述第二区域的面积。这可尤其是适合用于如下蓄电池壳体，所述蓄电池壳体设计用于容纳具有特定最小尺寸的棱柱形蓄电池单体。所述棱柱形蓄电池单体通常具有扁平的方体形状，所述扁平的方体具有比深度大的高度和宽度。尤其是从棱柱形蓄电池单体的特定最小宽度起，在沿宽度方向(在一排内)相邻的两个蓄电池单体的排气元件之间的间距这样大，使得在两个排气元件之间的覆盖装置的下侧的大部分都不位于热气体流动路径中。下侧的该区域可构造为低成本且节省材料的第二区域。
优选地，所述第一区域在覆盖装置的下侧上具有如下位置，所述第一区域通过该位置在覆盖装置覆盖容纳空间的状态下沿竖直方向在相配设的排气元件上方并且与相配设的排气元件完全重叠地设置。尤其是第一区域的相应子区域在覆盖装置的下侧上具有如下位置，所述子区域通过该位置在覆盖装置覆盖容纳空间的状态下沿竖直方向在相配设的排气元件上方并且与相配设的排气元件完全重叠地设置。排气元件尤其是设置在蓄电池单体的面向覆盖装置的顶侧上。如果蓄电池单体设置在容纳空间中并且蓄电池壳体被覆盖装置封闭，则第一区域的子区域对齐地位于排气元件上方。通过使热气体的流动方向、即流动路径的延伸方向尤其是相应于竖直方向，可确保漏出蓄电池单体的热气体主要加载第一区域。
优选地，所述第一区域的与相应的蓄电池单体相配设的子区域的面积大于相应的排气元件的面向覆盖装置下侧的表面积。尤其是子区域的面积是排气元件表面积的至少两倍大。排气元件的表面积尤其是相应于排气元件的气体排出开口的面积。通过相配的子区域的与排气元件相比增大的面积，蓄电池壳体可构造得特别可靠并且即使在热传播的情况下也至少在预定时间段内保持功能良好。
在本发明的一种进一步改进方案中，所述第一区域具有至少一个条形区，该条形区与沿条形区的延伸方向彼此邻接设置的至少两个蓄电池单体的排气元件相对应。条形区例如可由第一区域的至少两个彼此邻接的子区域形成。如果多个棱柱形蓄电池单体在蓄电池壳体的容纳空间中设置成一列(沿容纳空间的深度方向)，则该实施方式是特别有利的。由于棱柱形蓄电池单体的扁平结构方式，可在相应于所述延伸方向的深度方向上前后依次堆叠或设置多个蓄电池单体。蓄电池单体的顶侧和因此排气元件在此尤其是位于一个高度上。
由于棱柱形蓄电池单体的深度小，所述排气元件沿延伸方向彼此具有小的间距。由于排气元件的这种小的间距，第一区域的相配设的子区域彼此也具有小的间距并且因此可组合成条形区。所述条形区尤其是在覆盖装置的沿深度方向定向的整个尺寸上延伸直至覆盖装置的边缘。在此，在容纳空间中可并排设置有多列蓄电池单体，其中，每一列配设有第一区域的一个条形区。与条形区相邻接地可构造第二区域。覆盖装置亦即沿容纳空间的宽度方向交替地具有第一区域的和第二区域的条形区。
在本发明的一种实施方式中，所述覆盖装置的下侧为了提供第一耐热性仅在第一区域中具有防热覆层、尤其是陶瓷。第二区域尤其是构造成无防热覆层的。根据该实施方式，覆盖装置局部具有沿竖直方向彼此叠置的多个层。覆盖装置具有第一层，该第一层的上侧构成覆盖装置的上侧。第一层例如可具有铝或钢。第一层的下侧在此构成第二区域。在第一区域中，与第一层相邻接地设置有呈防热覆层形式的第二层，该防热覆层由防火材料制成。例如可通过将第一层的下侧在第二区域中进行掩盖并且在未掩盖的第一区域中涂覆防热覆层来特别简单地提供这种局部设置的防热覆层。
也可规定，所述覆盖装置构造成单层的并且在下侧上具有高度型材，通过该高度型材，覆盖装置在第一区域中为了提供第一耐热性具有第一层厚并且在第二区域中为了提供第二耐热性具有比第一层厚小的第二层厚。根据该实施方式，覆盖装置尤其是一件式地由一种材料、例如铝或钢制成。为了提供第一耐热性，覆盖装置的层厚、即覆盖装置的上侧和下侧之间的间距在第一区域中与第二区域相比加厚。因此，高度型材具有尤其是矩形波形
Figure BDA0002385004340000051
的延伸。所述上侧尤其是具有平面无阶梯的表面。这种覆盖装置可特别简单且低成本地制成。
本发明还涉及一种用于机动车牵引用蓄电池的蓄电池壳体，该蓄电池壳体包括构造容纳空间的壳体下部件和根据本发明的覆盖装置或其一种实施方式。该蓄电池壳体尤其是构造成箱形的。壳体下部件具有与覆盖装置相对置的壳体底部和围绕壳体底部环绕的侧壁。
此外，本发明还包括一种用于机动车的牵引用蓄电池，该牵引用蓄电池包括至少两个蓄电池单体和根据本发明的蓄电池壳体。该牵引用蓄电池构造用于为机动车的电机提供电能。蓄电池单体尤其是具有排气元件的棱柱形蓄电池单体。在蓄电池单体设置在容纳空间中的状态下，排气元件面向覆盖装置的下侧。
根据本发明的机动车包括根据本发明的牵引用蓄电池。该机动车尤其是构造为电动车辆或混合动力车辆。
参照根据本发明的覆盖装置给出的实施方式及其优点相应地适用于根据本发明的蓄电池壳体、根据本发明的牵引用蓄电池以及根据本发明的机动车。
本发明的其它特征由权利要求、附图和附图说明得到。上面在说明书中提及的特征和特征组合以及下面在附图说明中提及和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅能分别以所给出的组合使用，而且也能以其它组合或单独使用。
附图说明
下面借助优选实施例并且参考附图详细阐述本发明。附图中：
图1示出具有蓄电池单体和蓄电池壳体的牵引用蓄电池的示意性透视图；
图2示出具有根据本发明的覆盖装置的一种实施方式的牵引用蓄电池的部件的示意性透视图；以及
图3示出具有根据本发明的覆盖装置的另一种实施例的牵引用蓄电池的示意性横截面图。
具体实施方式
在附图中，相同的以及功能相同的元件设有相同的附图标记。
图1示出用于在此未示出的、可电驱动的机动车的牵引用蓄电池1。牵引用蓄电池1设计用于为机动车的电机或电动马达提供电能。为此，牵引用蓄电池1具有多个相互连接的蓄电池单体2，这些蓄电池单体设置在蓄电池壳体4的容纳空间3中。蓄电池壳体4在此透明地示出。蓄电池单体2在此构造为板状的棱柱形蓄电池单体2，它们在此以(沿深度方向或x方向)前后依次成列且(沿宽度方向或y方向)并排成行的方式设置。
蓄电池单体2中的每个蓄电池单体在其顶侧5上具有排气元件6，该排气元件设计用于将热气体从相配设的蓄电池单体2引出到容纳空间3中。从排气元件6漏出的热气体的流动路径在此基本上沿竖直方向(z方向)定向。这种热气体通常在呈蓄电池单体2中的热事件形式的损坏情况下、例如在短路、机械应力或诸如此类的情况下产生。排气元件6例如可以是气门或膜片，热气体在超过特定的蓄电池内部压力时可通过该气门或膜片漏出。
蓄电池壳体4具有向上封闭容纳空间3的覆盖装置7和壳体下部件8。通过壳体下部件8和覆盖装置7将容纳空间3相对于环境区域9封闭。覆盖装置7例如可具有由铝或钢板材制成的板。覆盖装置7具有面向环境区域9的上侧10和面向容纳空间3的下侧11(见图2、图3)。覆盖装置3的所述下侧11局部构造为对于热气体而言防火的或耐热的。为此，覆盖装置7的下侧11(该覆盖装置在图2中为了说明透明地示出)包括具有第一耐热性的第一区域12和具有比第一耐热性小的第二耐热性的第二区域13。第一区域12与排气元件6相配设并且位于排气元件6热气体的流动路径中。为此，第一区域12沿竖直方向(z方向)设置在排气元件6上方。
第二区域13与第一区域12相邻接地构造。在此，与第二区域13相比，具有第一耐热性的第一区域12对由热气体输送的热具有更大的抵抗能力。由于第二区域13不位于热气体的流动路径中并且因此不被加载或不被那么强地加载由热气体输送的热，第二区域13具有比第一耐热性小的第二耐热性。第一区域12在此具有两个条形区14，所述两个条形区沿x方向在覆盖装置7的整个深度15上延伸。与条形区14相邻接地、即与第一区域12相邻接地构造第二区域13。在此，条形区14的宽度16大于排气元件6的直径17、尤其是排气元件6直径17的两倍大。因此，当热在覆盖装置7的下侧11上传播时，可防止覆盖装置7损坏。
为了提供第一区域12的第一耐热性，覆盖装置7的下侧11可局部施覆防热覆层。防热覆层尤其是具有防火材料、例如陶瓷。为此，例如可在覆盖装置7的板的下侧11上在第一区域12中设置防热覆层，而与此相反在第二区域13中不设置防热覆层。亦即第二区域13由板本身形成。
也可规定，如依据图3中的牵引用蓄电池1的横截面图所示，覆盖装置7构造成单层的并且在下侧11上具有高度型材18，通过该高度型材，覆盖装置7在第一区域12中具有第一层厚并且在第二区域13中具有比第一层厚17小的第二层厚20。通过第一层厚17提供或实现第一耐热性并且通过第二层厚20提供或实现第二耐热性。
亦即覆盖装置7具有局部非防火区域、即第二区域13、以及防火区域、即第一区域12，该第一区域通过在排气元件6上方的覆盖装置7的原地加厚部形成。借助该覆盖装置7可提供特别可靠且同时低成本及节省材料的蓄电池壳体4。
附图标记列表
1 牵引用蓄电池
2 蓄电池单体
3 容纳空间
4 蓄电池壳体
5 顶侧
6 排气元件
7 覆盖装置
8 壳体下部件
9 环境区域
10 上侧
11 下侧
12 第一区域
13 第二区域
14 条形区
15 覆盖装置的深度
16 条形区的宽度
17 直径
18 高度型材
19 第一层厚
20 第二层厚

Claims (10)

1.用于机动车牵引用蓄电池(1)的蓄电池壳体(4)的覆盖装置(7)，所述覆盖装置用于覆盖所述蓄电池壳体(4)的容纳空间(3)，所述容纳空间(3)设置用于容纳所述牵引用蓄电池(1)的至少两个蓄电池单体(2)，所述覆盖装置包括面向环境区域(9)的上侧(10)和面向所述容纳空间(3)的下侧(11)，其中，所述下侧(11)具有与所述蓄电池单体(2)的排气元件(6)相配设的第一区域(12)，所述第一区域具有针对从所述排气元件(6)流出的热气体的第一耐热性，并且所述下侧(11)具有第二区域(13)，所述第二区域具有比第一耐热性小的第二耐热性。
2.根据权利要求1所述的覆盖装置(7)，其特征在于，所述第一区域(12)的面积构造为小于所述第二区域(13)的面积。
3.根据权利要求1或2所述的覆盖装置(7)，其特征在于，所述第一区域(12)在所述覆盖装置(7)的下侧(11)上具有如下位置，所述第一区域(12)通过所述位置在所述覆盖装置(7)覆盖所述容纳空间(3)的状态下沿竖直方向(z)在所述排气元件(6)上方并且与所述排气元件(6)完全重叠地设置。
4.根据权利要求3所述的覆盖装置(7)，其特征在于，所述第一区域(12)的与相应的蓄电池单体(2)相配设的子区域的面积大于所述相应的蓄电池单体(2)的排气元件(6)的面向所述覆盖装置(7)下侧(11)的表面积。
5.根据前述权利要求中任一项所述的覆盖装置(7)，其特征在于，所述第一区域(12)具有至少一个条形区(14)，所述条形区与沿所述条形区(14)的延伸方向(x)彼此邻接设置的至少两个蓄电池单体(2)的排气元件(6)相对应。
6.根据前述权利要求中任一项所述的覆盖装置(7)，其特征在于，所述覆盖装置(7)的下侧(11)为了提供第一耐热性仅在所述第一区域(12)中具有防热覆层、尤其是陶瓷。
7.根据前述权利要求中任一项所述的覆盖装置(7)，其特征在于，所述覆盖装置(7)构造成单层的并且在所述下侧(11)上具有高度型材(18)，通过所述高度型材，所述覆盖装置(7)在所述第一区域(12)中为了提供第一耐热性具有第一层厚(19)并且在所述第二区域(13)中为了提供第二耐热性具有比所述第一层厚(19)小的第二层厚(20)。
8.用于机动车牵引用蓄电池(1)的蓄电池壳体(4)，所述蓄电池壳体包括构造容纳空间(3)的壳体下部件(8)和根据前述权利要求中任一项所述的覆盖装置(7)。
9.用于机动车的牵引用蓄电池(1)，所述牵引用蓄电池包括至少两个蓄电池单体(2)和根据权利要求8所述的蓄电池壳体(4)，其中，所述至少两个蓄电池单体(2)设置在所述蓄电池壳体(4)的容纳空间(3)内。
10.机动车，所述机动车具有根据权利要求9所述的牵引用蓄电池(1)。
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