CN111864130B - 具有压铆式连接的电池支架 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电动车的电池支架(1)，其具有用于接收电池模块(15)的电池槽(2)，在电池槽(2)中选择性地设置有至少一个纵梁(5)和/或至少一个横梁(6)，其特征在于，电池槽(2)具有底板(4)，底板与由空心型材制成的环绕的框架(3)形锁合地耦合，和/或在电池槽(2)中，纵梁(5)和/或横梁(6)与底板(4)形锁合地耦合，和/或间隔保持件(16)与纵梁(5)和/或横梁(6)和/或底板(4)形锁合地耦合，所述形锁合的耦合以压铆方式构造，使得前述构件(25)中的至少一个具有尤其通过挤压制成的槽(10)，使得为了制成所述压铆式连接(12)而使接合配合件到所述槽(10)中地变形。

Description

具有压铆式连接的电池支架
技术领域
本发明涉及一种电池支架。
背景技术
在最近的一些年中，电动性变得越来越重要。在这里，这样的电动机作为驱动单元使用：所述电动机从电池亦或本身又通过内燃机的发电机获得其电能。
尤其是，在一些电池中，通过离子技术取得了一些进步，所述进步通过降低内电阻实现，电池的串联地或者并联地连接的单体比具有与凝胶物质或者流化物质(Fliesstoff)结合的电解质的单体在更短的时间内充电以及在电池的小的功率消耗和因此更高的使用寿命的情况下实现更多的充电周期。电池也被称作储能器或者蓄电池(Akkumulator，缩写形式为Akku)或者被称作牵引电池。在过去使用铅蓄电池或者钢-锂离子蓄电池，而现在在电动驱动的车辆中使用镍-金属氢化物或者锂离子蓄电池、尤其锂-铁-磷酸盐蓄电池。接下来，将这样的车辆称作电动车。
不同于起动用电池地，驱动用电池由于对于要存储能量所需的容量而需要在比例关系上大的在场所中的空间容积并且相对较重。对于驱动必需的量的、由多个单体组成的电池可具有直至几百千克的总质量。因此，电池优选设置在电动车的底部区域中。尤其是，为了在机动车中的可安装性的目的，然而也为了保护以防损坏和保护以防周围环境影响，将电池安装在电池支架中。这样的电池支架也被称作电池托盘。这样的电池支架例如从WO2011/061571 A1已知。
此外，例如从US 2018/183114 A1已知一种电池支架，在该电池支架中，上下地相互耦合的不同壁通过所谓的压铆式连接相互连接。
发明内容
本发明的任务在于，阐明一种用于电池支架的制造可行性，所述电池支架在不同构件的接合连接方面具有特别简单的构造。
在一种根据本发明的用于电动车的电池支架中，解决上述任务。该用于电动车的电池支架具有用于接收电池模块的电池槽，所述电池槽具有底板，所述底板与由空心型材制成的环绕的框架形锁合地耦合，和/或设置在所述电池槽中的至少一个纵梁和/或至少一个横梁与所述底板形锁合地耦合，和/或间隔保持件与纵梁和/或横梁和/或所述底板形锁合地耦合，其中，所述形锁合的耦合以压铆方式构造，使得所述纵梁、横梁、底板、框架和间隔保持件中的至少一个具有通过挤压制成的槽，使得为了制成压铆式连接而使接合配合件成型到所述槽中。
本发明设置，用于电动车的电池支架具有用于接收电池模块的电池槽，其中，在电池槽中选择性地设置有至少一个纵梁和/或至少一个横梁。
电池槽自身具有底板，所述底板与环绕的框架耦合。框架自身由空心型材制成。在底板和空心型材之间至少部分地形锁合地构造有耦合。
替代地或者补充地，纵梁和/或横梁设置在电池槽中并且与底板形锁合地耦合。
又替代地或者补充地，间隔保持件与纵梁和/或横梁(替代地或者补充地，也与底板)又形锁合地耦合。
根据本发明，形锁合的耦合的特征在于，其以压铆方式构造，压铆也作为所谓的咬合连接(Durchsetzfuegen)已知。
本发明的特点在于，前述构件(即，纵梁、横梁、底板、框架的空心型材和/或间隔保持件)中的至少一个具有优选直接在挤压情况下制成的槽。
为了制造该压铆式连接，使相应的接合配合件(即，要与具有槽的所述构件接合的构件)至少逐点地变形或者说成型到所述槽中。
因此，在构件制造时已经设置的槽可以作为一种类型的凹模使用，以便然后使接合配合件进入该槽中地变形并且因而制造压铆式连接。
在一种优选的构型变型中，这可构造为使得所述槽构造在纵梁的下侧上或者在横梁的下侧上和/或在框架的下侧上。
然后，使底板贴靠在所述下侧上并且至少逐点地借助于压铆成型到所述槽中。
纵梁、横梁和/或框架的空心型材为通过挤压制成的空心型材。因此，在挤压过程期间，已经可在下侧或者上侧上构造所述槽。
底板自身可单层地构造并且尤其由铝或者钢构造。在这里，产生本发明的一种另外的有利的效果，因此，也可使由难以热接合的材料(即，钢和轻金属)制成的构件相互形锁合地耦合。然而，优选地，轻金属可与轻金属耦合。
此外，优选地，加入密封装置，所述密封装置经过压铆过程还是继续存在。
然而，底板自身也可多层地构造，其中，尤其是，在底板自身中构造有冷却通道。然而，然后压铆式连接尤其是在冷却通道之间制造，从而冷却通道和因此底板的空心结构不会由于压铆的变形而发生变形。
在一种替代的或者补充的构型变型中，框架的空心型材具有从侧向伸出的凸缘，其中，在该凸缘中引入槽并且底板贴靠在该凸缘上。所述贴靠可构造在所述凸缘的上侧或者下侧。所述槽存在于该凸缘中。然后，使底板至少逐点地成型到所述槽中，以便又构成所述压铆式连接。所述槽可已经通过挤压构造在所述凸缘上。然而，所述槽也可在与底板接合之前成型到在所述凸缘自身中。然后，使底板贴靠到凸缘上，从而凸缘和底板至少区段式地搭接。然后，使底板成型到所述凸缘的槽中以便制成压铆式连接。
此外，优选地，在电池槽上可设置有盖。设置在电池槽中的纵梁或者横梁有时不在环绕的框架的整个高度上延伸地构造。为此，然后，在纵梁或者横梁的上侧上设置有至少一个间隔保持件，尤其是设置多个间隔保持件。
间隔保持件可被置于横梁或者纵梁上并且通过压铆耦合。为此，在横梁或者纵梁的上侧上或者上侧中存在着槽。替代地或者补充地，又设置，间隔保持件自身具有槽，使得盖则与间隔保持件也通过压铆耦合。
关于间隔保持件，相同的实施方案适合用于与车底保护装置的耦合。然而，在这里，间隔保持件特别优选地设置在底板的下侧上。这可例如通过压铆实现。间隔保持件自身具有槽，从而使底板也通过压铆成型到间隔保持件中。
替代地，底板也可以具有槽，通过压铆使间隔保持件成型到所述槽中。
车底保护装置构造为车底保护板并且也可通过压铆与间隔保持件耦合。
特别优选地，所有前述构件由轻金属制造，尤其通过挤压制造。
由此，在构件的制造过程中可实现连同构造所述槽。
根据本发明的优点在于，不必执行费事的接合操作(例如铆接亦或热接合工艺)。
因此，通过在构件上已经构造槽的发明构思，不必在对置的侧上导入附加的凹模来制造压铆式连接。由于单侧的压铆工具或者模具冲头的使用，可实现使接合配合件成型到所述槽中。
优选地，对所有前述构型变型而言，所述槽可具有侧凹部，从而该形锁合的耦合具有相对于常规的压铆过程而言提高的稳定性。
这尤其是可行的，因为槽的侧凹部可在挤压过程期间制造，然而不能通过常规的压铆过程制造，因为否则在制造侧凹部之后冲模将不能拔出。
因此，所述槽的横截面从槽开口朝向槽底部增大。所述槽在横截面中可例如三角形或者v形地构造。然而，槽的侧壁可倒圆地延伸。
优选地，在所述槽中设置有突起部。该突起部从槽底部朝向槽开口延伸。由此，改进在改型时的材料流和/或侧凹部。
附图说明
在示意性的附图中示出本发明对于下文说明的主题和优选的构型变型的另外的优点、特征或者限制方面。这便于理解本发明。附图中：
图1示出具有电池槽的电池支架的立体视图；
图2a至c示出框架与底板的压铆式连接的不同的横截面视图；
图3示出压铆式连接连同间隔保持件的横截面视图；
图4示出一种对于图3替代的构型变型；
图5和6示出用于盖的间隔保持件的两种构型变型；
图7示出穿过在纵梁和底板之间具有压铆式连接的电池支架的横截面视图。
图8a和b示出在压铆过程之前和之后穿过槽与要接合的部件的相应横截面视图，
图9a和b示出一种替代的构型变型，
图10a和b示出一种另外的替代的构型变型，
图11a和b示出在压铆过程之前和之后的槽横截面的第四构型变型。
在附图中，对于相同或者类似的构件25使用相同的附图标记，以及由于简化原因而省去重复的说明。
具体实施方式
在图1中示出电池支架1。该电池支架具有电池槽2。电池槽2具有环绕的侧壁或者说框架3以及底板4。框架3与底板4耦合。在产生的电池槽2内部可设置有另外的纵梁5和/或横梁6。纵梁5和横梁6可分别具有高度H5、H6，所述高度H5、H6小于框架3自身的高度H3。
现在，图2a至2c示出本发明的一种构型变型。在这里，执行穿过电池支架1的横切。侧向的框架3构造为在横截面中L形的空心型材。框架3在下侧8上与底板4耦合。在上侧上以设置有可选的盖7。
图2b和2c示出本发明的不同的构型变型。在这里，框架3的下侧8与底板4耦合，使得底板4以其上侧9面式地贴靠在框架3的下侧8上。根据本发明，在框架3自身中引入槽10。槽10自身可通过框架3的空心型材的挤压过程制造。因此，槽10也可朝向槽底部23加宽或者说增大地构造，从而槽10在横截面中甚至V形地或者三角形地设置并且构成侧凹部28。现在，底板4的一部分可从外侧11到槽10中地变形。由此产生的压铆式连接12首先有效地并且首先仅仅从一侧(在这里，外侧11)来制造。另一方面，由于朝向槽底部23加宽的槽10，使该压铆式连接12的形锁合性相对于在现有技术中已知的压铆式连接12改进。
图2c示出一种替代的构型变型。凸缘14从框架3朝向电池槽2的内部空间13凸出。在这里，底板4紧贴在凸缘14的下侧8上。在凸缘14自身中又构造有根据本发明的槽10，直接通过挤压构造根据本发明的槽10。因此，底板4又可从外侧11进入槽10中地变形以便制造压铆式连接12。凸缘14侧的相对保持可为不必要的。
因此，相应的压铆式连接12沿其轴向方向关于图2b或2c进入图像平面内或者从图像平面中出来地、优选逐点地构成。优选地，沿着槽10构造多个压铆式连接12。然而，也可构造相应的、具有压铆式连接12的长度区段，例如构造大于5mm长、尤其大于10mm长的长度区段。然而，优选地，用于构造相应的压铆式连接12的长度区段不长于100mm、优选小于50mm地沿着槽10相应地构造。
在贴靠的部件之间可加入未详尽示出的密封材料。
图3示出本发明的一个另外的方面。在这里示出在电池支架1的中间区域中的横截面。示出在电池支架1内部的纵梁5以及相应的电池模块15。在此，电池模块15支撑在底板4上。在底板4下方设置有间隔保持件16。在间隔保持件16自身内部又构造有根据本发明的槽10，从而使底板4通过压铆式连接12形锁合地成型到间隔保持件16的相应的槽10中。然后，在间隔保持件16下方设置有车底保护装置。在这里示出地，该车底保护装置通过相应的螺钉18耦合在间隔保持件16上。
替代地或者补充地，根据图4，也可在间隔保持件16的相应的臂上构造有根据本发明的槽10，从而又构造车底保护装置17进入间隔保持件16的槽10中的压铆式连接12。间隔保持件16可不与底板4耦合。在这里，仅仅从一侧、而不是从两侧制造压铆式连接12也是根据本发明的优点。
图5示出一种另外的构型变型，所述另外的构型变型可补充地或者替代地在本发明的框架3中实施。在这里，在纵梁5的上侧19上构造有根据本发明的槽10。间隔保持件16置于上侧19上。间隔保持件16分别以向外伸展的臂平放在上侧19上。在各臂上可分别构造有压铆式连接12，从而间隔保持件16以臂的一部分成型到槽10中。然后，在间隔保持件16自身上固定有盖7，例如通过铆钉或者螺钉18固定盖7。
图6示出一种替代的构型变型。在这里，一连接片相对于纵梁5的上侧19凸出。分别地在侧向上在连接片中构造槽10。根据图6的实施例的间隔保持件16搭接该连接片并且分别在侧向上通过压铆式连接12成型到槽10中。然后，盖7与间隔保持件16自身又通过例如在这里示出的螺钉18耦合。
根据图5和6(正如图3和4)，代替纵梁5地，替代地或者补充地，横梁6也可如所示出的方式耦合。
图7示出根据本发明的电池支架1的细节片段。在这里示出，框架3平放在底板4上并且在这里例如通过铆接连接20耦合。纵梁5以下侧8平放在底板4上。此外，示出槽10。现在，铆接头21或者冲头朝向箭头方向PF运动进入，这样，使得在未详尽示出的下一个制造步骤中使底板4的一部分成型到槽10中。因此，底板4在槽10中形锁合地耦合。在这里也表明了根据本发明的优点。一方面，槽10具有侧凹部28，也就是说，横截面从槽开口22朝向槽底部23增大。此外，在纵梁5中的空腔24中不可导入凹模，然而由于已经在制造过程中通过挤压具有制造的槽10，相对保持也是不必要的。
图8以横截面视图示出根据本发明的槽10。该槽基本上三角形地构型，从而横截面从槽底部23朝向槽开口22减小或者说从槽开口22朝向槽底部23增大。要接合的构件25被示出并且位于槽10上方。在构件25自身中构造有缝隙26。现在，如果使根据图8b示出的冲头27运动进入槽10中，则构件25在缝隙26处张开并且进入槽10中地变形。材料或者说壁厚度这样变形，使得分别在槽侧壁上构造侧凹部28。紧接着，又拔出冲头27。因此，实施压铆过程。在这里，由于通过冲头27进行的改型过程而引起材料流动。
对此，图9a和b示出一种替代的构型变型。在这里，在槽10中设置有突出部29。突出部29相对于槽底部23凸出并且朝向槽开口22的方向定向。现在，如果根据图9b将冲头27压入要接合的构件25中，则壁的一部分也又进入槽10中地成形并且构成相应的侧凹部28。然而，由于突出部29，冲头27不可以完全进入槽10中地运动。然而，剩余的存在以供使用的空间由于改型过程导致的材料流动而被填充，从而使第一构件25的一部分进入剩余的接收空间中地改型。
图10a和b示出一种对此替代的构型变型。在这里，在槽10中也存在着突出部29，所述突出部相对于槽底部23凸出。冲头27自身在其头部上基本上成拱形或者说倒圆。这导致，在冲头27的压入位置上产生的边缘30进入槽10中地变形。然而，材料流动基本上不发生，从而边缘30几乎具有与构件25自身相同的壁厚度。
图11a和b示例性地示出根据本发明的槽10的一种另外的构型变型。在图11a中，壁还未成型到槽10中以便构成压铆式连接12。在图11b中，壁成型到槽10中。槽10的横截面从槽开口22朝向槽底部23增大，从而分别构成侧凹部28。此外，优选地，在槽底部23中存在着突出部29。这在壁的成型中是特别有利的，因为壁的流动到槽10中的材料为了构成侧凹部28由于所述突出部29而分布到加宽的横截面中。
附图标记列表
1 电池支架
2 电池槽
3 框架
4 底板
5 纵梁
6 横梁
7 盖
8 下侧
9 上侧
10 槽
11 外侧
12 压铆式连接
13 内部空间
14 凸缘
15 电池模块
16 间隔保持件
17 车底保护装置
18 螺钉
19 5的上侧
20 铆接连接
21 铆接头
22 槽开口
23 槽底部
24 空腔
25 构件
26 缝隙
27 冲头
28 侧凹部
29 突出部
30 边缘
H3 3的高度
H5 5的高度
H6 6的高度
Pf 箭头方向

Claims (13)

1.用于电动车的电池支架(1)，该电池支架具有用于接收电池模块(15)的电池槽(2)，其特征在于，所述电池槽(2)具有底板(4)，所述底板与由空心型材制成的环绕的框架(3)形锁合地耦合，和/或设置在所述电池槽(2)中的至少一个纵梁(5)和/或至少一个横梁(6)与所述底板(4)形锁合地耦合，和/或间隔保持件(16)与纵梁(5)和/或横梁(6)和/或所述底板(4)形锁合地耦合，其中，所述形锁合地 耦合以压铆方式构造，使得所述纵梁(5)、横梁(6)、底板(4)、框架(3)和间隔保持件(16)中的至少一个具有通过挤压制成的槽(10)，使得为了制成压铆式连接(12)而使接合配合件成型到所述槽(10)中。
2.根据权利要求1所述的电池支架(1)，其特征在于，所述槽(10)具有侧凹部(28)。
3.根据权利要求2所述的电池支架(1)，其特征在于，所述槽(10)的横截面从槽开口(22)朝向槽底部(23)增大。
4.根据权利要求1所述的电池支架(1)，其特征在于，所述槽(10)构造在所述纵梁(5)和/或横梁(6)和/或所述框架(3)的下侧(8)上，并且，所述底板(4)贴靠在所述下侧(8)上并且至少逐点地借助于压铆成型到所述槽(10)中。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电池支架(1)，其特征在于，所述底板(4)具有冷却通道，其中，所述压铆式连接(12)构造在所述冷却通道之间。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的电池支架(1)，其特征在于，所述框架(3)的空心型材具有从侧向伸出的凸缘(14)，其中，在所述凸缘(14)中引入槽(10)，并且所述底板(4)贴靠在所述凸缘(14)上并且至少逐点地成型到所述槽(10)中，以便构成所述压铆式连接(12)。
7.根据权利要求6所述的电池支架(1)，其特征在于，在凸缘(14)和底板(4)之间和/或在底板(4)和所述框架(3)的下侧(8)之间设置有密封装置和/或粘接剂。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的电池支架(1)，其特征在于，为了接收用于电池槽(2)的盖(7)，在所述纵梁(5)和/或横梁(6)的上侧(19)上设置有间隔保持件(16)，其中，所述间隔保持件(16)与所述横梁(6)或者说纵梁(5)通过压铆耦合，和/或所述间隔保持件(16)具有槽(10)，其中，所述盖(7)与所述间隔保持件(16)通过压铆耦合。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的电池支架(1)，其特征在于，为了与车底保护装置耦合，在所述底板(4)下方设置有间隔保持件(16)，其中，所述间隔保持件(16)与所述底板(4)通过压铆耦合，其中，所述间隔保持件(16)具有挤压制成的槽(10)。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的电池支架(1)，其特征在于，所述横梁(6)和/或所述纵梁(5)和/或框架(3)由轻金属通过挤压制成。
11.根据权利要求10所述的电池支架(1)，其特征在于，所述横梁(6)和/或所述纵梁(5)和/或框架(3)由铝合金通过挤压制成。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的电池支架(1)，其特征在于，在所述槽(10)中设置有突出部(29)。
13.根据权利要求12所述的电池支架(1)，其特征在于，该突出部(29)构造在所述槽(10)的槽底部(23)上并且指向所述槽(10)的槽开口(22)方向。
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