CN111942182A - 用于高压蓄能器的壳体装置和机动车 - Google Patents

用于高压蓄能器的壳体装置和机动车 Download PDF

Info

Publication number
CN111942182A
CN111942182A CN202010412576.4A CN202010412576A CN111942182A CN 111942182 A CN111942182 A CN 111942182A CN 202010412576 A CN202010412576 A CN 202010412576A CN 111942182 A CN111942182 A CN 111942182A
Authority
CN
China
Prior art keywords
housing
insulating element
electrical system
vehicle
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010412576.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111942182B (zh
Inventor
W·贝克
E·迈因
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Publication of CN111942182A publication Critical patent/CN111942182A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111942182B publication Critical patent/CN111942182B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63Control systems
    • H01M10/633Control systems characterised by algorithms, flow charts, software details or the like
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6551Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/658Means for temperature control structurally associated with the cells by thermal insulation or shielding
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/227Organic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/271Lids or covers for the racks or secondary casings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/18Buses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/46Vehicles with auxiliary ad-on propulsions, e.g. add-on electric motor kits for bicycles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2410/00Constructional features of vehicle sub-units
    • B60Y2410/10Housings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于机动车(10)的高压蓄能器(12)的壳体装置(14),该壳体装置(14)具有用于接纳多个蓄能模块(16)的壳体(20),该壳体具有外侧(20a),在所述多个蓄能模块(16)被接纳在壳体(20)中的状态下该外侧背离该多个蓄能模块(16)。在此,壳体装置(14)具有电绝缘的绝缘元件(24;24a、24b、24c),所述绝缘元件布置在壳体(20)的外侧(20a)的至少一个确定区域(20c)中,当壳体(20)位于其在机动车(10)中的常规安装位置中时,该至少一个确定区域面向车载电网(22)的由机动车(10)所包括的至少一个车载电网部件(22a、22b),该车载电网的电压电位比高压蓄能器(12)低。

Description

用于高压蓄能器的壳体装置和机动车
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的高压蓄能器的壳体装置,该壳体装置具有用于接纳多个蓄能模块的壳体,该壳体具有外侧,在所述多个蓄能模块被接纳在壳体中的状态下该外侧背离该多个蓄能模块。具有这种壳体装置的机动车也属于本发明。
背景技术
高压蓄能器、例如高压电池通常具有多个电池模块,所述电池模块又包括多个电池单体。各个电池模块或者一般而言的蓄能模块通常布置在壳体中,该壳体可以直接或间接地与机动车的车身联接或者可以布置在该车身上。此外,这种高压电池还可以包括其他组件,例如用于冷却电池单体的冷却装置。
与此相关,DE 10 2011 015 152 A1描述了一种蓄能设备,其具有多个蓄能器单体和用于对蓄能器单体调温的调温装置。因为电池单体的电池单体壳体壁经常构造为金属的并且在其上施加电压,所以为了防止短路,冷却板通过电绝缘部、例如导热膜或类似物,从而与电池单体壳体分开。以类似的方式,DE 10 2010 013 025 A1也公开了一种具有设置在电池壳体中的冷却板的电池,当在电池单体的电池单体壳体上施加电压时,为了防止短路,可以在电池单体和导热板之间设置电绝缘的导热膜或填料。
此外,DE 10 2010 055 598 A1公开了一种用于电池的电池单体,所述电池单体具有两个壳体部件,所述壳体部件通过绝缘的壳体框架彼此电分离,所述壳体框架至少部分地由热塑性材料制成。此外,布置在壳体框架中的电极膜堆位于两个壳体部件之间。
高压蓄能器的壳体本身通常与高压电势电绝缘并且接地。因此,电池壳体可以无危险地从外部接触,而不必担心电击。
但正是因为在高压范围中的电压可能是有生命危险的,所以也尽可能力求可靠地设计这种高压蓄能器。
发明内容
因此,本发明的任务是,提供一种用于机动车的高压蓄能器的壳体装置和一种机动车,它们允许尽可能可靠地构造这种高压蓄能器。
该任务通过具有根据相应的独立权利要求的特征的壳体装置和机动车来解决。本发明的有利的设计方案是从属权利要求、说明书以及附图的主题。
在此,根据本发明的用于机动车的高压蓄能器的壳体装置具有用于接纳多个蓄能模块的壳体,该壳体具有外侧,在所述多个蓄能模块被接纳在壳体中的状态下该外侧背离该多个蓄能模块。在此,壳体装置具有电绝缘的绝缘元件,所述绝缘元件布置在壳体的外侧的至少一个确定区域中,当壳体位于其在机动车中的常规安装位置中时,该至少一个确定区域面向车载电网的由机动车所包括的至少一个车载电网部件,该车载电网的电压电位比高压蓄能器低。
在此,本发明基于如下认识,即在故障情况下,例如在错误的安装或拆卸的情况下或者在维护工作的情况下,可能的是,在高压蓄能系统、也就是高压蓄能器与低压车载电网或中压车载电网(如果存在的话)之间可能出现电压影响、例如短路并且可能导致系统的部件的各种故障情况或损坏情况。如果例如已经存在如下故障,根据该故障高压蓄能器的壳体与高压电势接触或者高压蓄能器的壳体与低压或中压车载电网的电势接触,那么该危险尤其高。如果例如在对低压或中压车载电网的维护工作中无意地将两个低压或中压电势中的另一个例如通过金属工具与高压蓄能器的壳体联通,那么这导致电流流动、尤其是短路,该电流流动可能引起严重的损坏。尽管通常在机动车中也设置了其它的安全方案,比如通常对车载电网电势与壳体之间的绝缘进行监控的绝缘监控器,但是正是这种双重的绝缘故障有时仅能够非常困难地被识别到或者也识别得太迟,这样便可能已经出现损坏。现在通过本发明有利地还在用于高压蓄能器的壳体的外侧上提供电绝缘的绝缘元件,所述绝缘元件如此布置,使得其面向电压电位低于高压蓄能器的车载电网的至少一个车载电网部件、例如12伏特的车载电网部件或者还有48伏特的车载电网部件。在维护工作或故障情况下,尤其在安装或拆卸期间,通过这种绝缘元件有利地避免在所述至少一个车载电网部件与高压蓄能器的通常由金属构成的壳体之间的任何接触。由此可以有利地消除或至少减小高压蓄能系统、也就是高压蓄能器与例如低压车载电网之间的短路危险。此外,这样的绝缘元件可以如接下来详细描述的那样被特别简单地并且成本低廉地实施,从而最终可以以特别简单、成本低廉并且有效的方式提高与高压蓄能器相关的安全性。
高压蓄能器例如可以是开头限定的高压电池,该高压电池例如具有多个构成为电池模块的蓄能模块。相应的这种电池模块又可以包括多个电池单体,它们组合成电池组。除了高压车载电网之外,作为电压电位比高压蓄能器低的车载电网的示例,如上所述,机动车此外具有低压车载电网、例如12伏特车载电网和/或中压车载电网、例如48伏特车载电网。由这样的车载电网所包括的车载电网部件相应地被供给相同电压电位的能量,也就是说例如12伏特或者48伏特。这样的车载电网部件于是例如可以是其他的蓄能器、例如12伏特电池和/或48伏特电池、各种用电器、线缆、线路或其他的引导电流和/或电压的构件,所述构件与通过这种低压或中压车载电网提供的电势中的至少一个电势连接。
在此,高压蓄能器的电压电位优选为大于100伏特,例如400伏特或800伏特。
在本发明的一个有利的设计方案中,所述绝缘元件被构造为膜和/或毡材料和/或粘扣元件。以这种方式,绝缘元件能够特别简单且灵活地匹配于壳体的几何形状或者匹配于壳体的外侧的区域的几何形状,因为在所有这些情况下绝缘元件都能够作为可弯曲的或者柔性的、非刚性的构件来提供。因此,绝缘元件可以特别简单且成本低廉地安装在壳体的任意部位。
例如,绝缘元件可以具有自粘膜、尤其塑料膜,并且由此以粘贴标签的形式被提供,所述粘贴标签能够简单地在外侧上在期望的位置处粘贴。此外,这种膜可以被实施为不透明的或者也可以被实施为透明的或半透明的。在透明膜的情况下,被粘覆的内容、例如在壳体的外侧上存在的文字说明、提示、图标、其他的粘贴标签或类似物有利地也继续保持可见。但是,这种膜本身也可以用作提示文本或类似物的这种载体。绝缘元件也可以以透明或不透明的方式被这样实施,使得该膜不仅承担用于内容、例如文字说明、提示、图标的标签的任务,而且承担绝缘、尤其是电绝缘功能。为了起到这些内容的载体的作用,膜可以在一侧或在两侧适当地被标记、印刷或以其他方式设有符号或文字。
此外,绝缘元件尤其在其被构造为膜时可以根据例如对壳体的几何形状、所要求的介电强度、所要求的透明度等要求来构造不同的层厚度,尤其具有在50微米与一毫米之间的厚度,例如100微米、200微米、300微米或类似厚度。该膜也可以由不同的材料形成,或者为了形成和提供膜可以考虑不同的材料,例如PU(聚氨酯)、PE(聚乙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PVC(聚氯乙烯)。膜也可以同时由不同的这种塑料提供,例如作为多层膜。此外,根据在壳体的外侧上所设置的安装位置,膜也可以具有任意的、尤其是二维的或三维的几何形状,其具有合适选择的长度和/或宽度。因此,通过将绝缘元件构造为膜能够提供特别高的灵活性和匹配可能性。
类似的情况也适用于绝缘元件作为毡的构造方案。在这种情况下,绝缘元件也可以例如被设计为自粘毡,这使得能够特别简单地附接到壳体的外侧。在此,绝缘元件又可以根据要求例如根据壳体的几何形状或根据其它因素如所要求的介电强度等,以相应匹配的层厚度、尤其是不同的层厚度来提供,由不同的材料形成和/或提供不同的几何形状,例如又可以二维和/或三维地和/或以不同的长度和/或宽度来构造。特别地,在此绝缘元件也可以再次具有在上述范围中的厚度并且由上述塑料或也由其他材料构成。当绝缘元件被构造为粘扣元件时,相应也是如此。如果绝缘元件构造为粘扣元件,那么所述绝缘元件除了其电绝缘的任务之外还可以以特别简单的方式附加地承担提供缆线保持件或者导线保持件或者类似物的任务。
在本发明的另一有利的设计方案中,所述绝缘元件被构造为形状稳定的塑料构件,尤其是被构造为发泡的塑料构件和/或注塑的塑料构件和/或构造为增材制造的塑料构件。如果绝缘元件构造为形状稳定的塑料构件,则该绝缘元件优选在布置在壳体的外侧的相应的区域上之前已经基本上具有外侧的该区域的几何形状。通过这样地将绝缘元件构造为形状稳定的塑料构件,可提供明显更厚的层厚度,尤其是在毫米范围内,例如1.5毫米、2毫米等,优选在1毫米至5毫米之间的范围内。由此可以提供更高的介电强度。在此,对于绝缘元件的构造也可以考虑不同的材料,所述材料能够彼此组合,尤其是上述塑料,例如PVC、尤其是E-PVC,即乳液聚合制成的聚氯乙烯。
在此,也存在这样的可能性,即,根据要求将绝缘元件构造成透明的、半透明的或不透明的。此外,在绝缘元件的形状稳定的构造中,通过该绝缘元件也可以提供作为缆线保持件或导线保持件的其它功能。
但是,为了构造绝缘元件,不仅考虑上述的材料,绝缘元件也可以由纸和/或弹性体和/或皮革和/或沥青等形成,或一般地由其它电绝缘的材料形成。在这种材料的情况下也存在如下可能性,即,绝缘元件灵活地适配于相应的要求,尤其是又在厚度、几何形状、透明度等方面。
壳体装置也可以具有不同类型地构造的绝缘元件,这些绝缘元件例如可以布置在壳体的外侧的不同位置上或不同区域中。
如上所述,在需要时,通过绝缘元件也还可以提供一个或多个其他功能。因此,本发明的另一个有利的设计方案是,绝缘元件被设计用于附加地提供与电绝缘不同的至少一个功能。通过提供双重或多重功能,能够有利地进一步提高绝缘元件的效率。
在此特别有利的是,所述至少一个功能是下列的至少一个:提供用于缆线和/或导线的保持件、提供用于将壳体相对于机动车部件保持在限定的距离处的间隔保持件、热屏蔽件、用于承载提示文本和/或符号的载体功能以及磨损保护件。
恰恰是提供缆线保持件或导线保持件的功能是特别有利的,因为在机动车中通常正是在高压蓄能器的区域中存在各种不同的导线和/或缆线,这些导线和/或缆线可以以这种方式被引导和/或固定,而为此不需要附加部件或单独制造的保持件等。当绝缘元件由形状稳定的塑料制成时,如已经描述的那样,或者例如也实施为粘扣元件时,能够以特别简单的方式提供这种保持件,使得通过这种粘扣元件能够简单地提供用于引导这种缆线或导线的环扣。
绝缘元件也可以根据其布置位置例如起到确定的间隔保持件的作用,以便将壳体相对于一个机动车部件或多个机动车部件保持在限定的距离上,例如相对于机动车的行李舱区域中的装载底板保持在限定的距离上,从而在此也可以节省单独的构件、尤其是单独提供的间隔保持件。此外,根据构造,绝缘元件也可以用作热屏蔽件。正是塑料通常尤其是相比于金属提供更好的热绝缘能力,从而例如,如果现在可以有利地通过所设置的绝缘元件使该高压蓄能器与周围环境良好地热绝缘,通过设置绝缘元件同时也可以节省用于冷却高压蓄能器的冷却功率。
此外,如开头同样所述,绝缘元件在合适的标记或印刷等的情况下同时也可以用作提示文本、符号、图标或类似物的载体。由此也可以再次提供附加的粘贴标签或其他部件。也可以通过绝缘元件同时提供磨损保护。这尤其是当绝缘元件例如构造为毡和/或粘扣元件或皮革或类似物时能够以特别有效的方式实现。这有利地实现了壳体装置、尤其是绝缘元件在其它机动车部件上的直接布置,而不必担心机械损伤、破坏或刮擦。由此又可以节省结构空间,因为由此提供了机动车组件的明显更紧凑的布置可能性。
在本发明的另一有利的设计方案中,壳体具有盖件,当壳体位于其在机动车中的常规安装位置中时,该盖件提供壳体的上侧,其中,由盖件提供外侧的布置有绝缘元件的确定区域。换句话说,绝缘元件布置在壳体的盖件处。由此能够为电压电位低于高压蓄能器的车载电网的车载电网部件提供特别有效的绝缘,因为这种其他车载电网部件通常布置在高压蓄能器上方。
原则上,绝缘元件可以附加地或替代地也在壳体的任意其他位置上提供。此外,绝缘元件也可以覆盖或绝缘部分区域、尤其仅一个部分区域,以及整个部件或系统。
相应地,本发明的有利的设计方案例如是,壳体的外侧的仅一部分具有绝缘元件或者绝缘元件仅布置在壳体的外侧的一部分中,使得壳体的外侧的一部分对外不电绝缘。这具有很大的优点,即绝缘元件、可能也彼此分离的多个绝缘元件可以有针对性地定位在如下区域中,这些区域朝向电压电位低于高压蓄能器的车载电网的部件、即车载电网部件。这使得设计方案特别有效,因为壳体不必全面地设有这种绝缘元件,也就是说不必在本来就不存在短路危险的区域中设有这种绝缘元件。
然而,如根据本发明的另一个设计方案所设置的那样,也可能的是,绝缘元件被布置得基本上覆盖壳体的整个外侧。这种构造使得灵活性特别高,因为即使在机动车内部的部件的布置(例如在下一代机动车中)发生变化时,也不必就所述绝缘元件的在所述高压蓄能器的壳体中的位置进行改变或者调整,因为所述绝缘元件本来就完全遮盖所述壳体并且向外电绝缘。因为如上所述的绝缘元件原本就可以特别简单且成本低廉地构造,所以通过本发明的该设计方案可以以特别有效且成本低廉的方式提高壳体装置的灵活性和使用可能性。
具有根据本发明的壳体装置或其设计方案之一的高压蓄能器、例如高压电池也应视为属于本发明。高压蓄能器可以如开头所述那样构造并且例如包括分别具有多个电池单体的多个电池模块。这些构造为电池模块的蓄能模块于是可以相应地布置在所述的壳体中。
此外,本发明还涉及一种具有根据本发明的壳体装置或其设计方案之一的机动车。
在此特别有利的是,机动车具有电压电位低于高压蓄能器的车载电网的至少一个车载电网部件、尤其12伏特的车载电网部件和/或48伏特的车载电网部件,其中,绝缘元件以如下方式布置在壳体的外侧上:使绝缘元件位于至少一个车载电网部件和壳体之间。
如已经结合根据本发明的壳体装置及其设计方案所描述的那样,由此可以消除或至少减小高压蓄能系统与低压车载电网之间短路的危险。此外,结合根据本发明的壳体装置及其设计方案所提及的优点以相同的方式适用于根据本发明的机动车。
根据本发明的机动车优选设计为汽车,尤其是乘用车或商用车,或设计为载客巴士或摩托车。此外,机动车可以是电动车辆和/或具有电驱动装置的混合动力车辆。
本发明还包括所描述的实施方式的特征的组合。
附图说明
下面描述本发明的实施例。为此示出:
图1示出了根据本发明的一个实施例的具有高压蓄能器和壳体装置的机动车的示意性图示;
图2示出了根据本发明的一个实施例的壳体装置的壳体盖件的一部分的示意图,该壳体装置具有布置在外侧的并且被构造为膜的绝缘元件;
图3示出了根据本发明的另一实施例的壳体装置的壳体盖件的示意图,该壳体盖件具有布置在外侧的并且被构造为毡的绝缘元件;和
图4示出了根据本发明的另一实施例的壳体装置的壳体盖件的一部分的示意图,其具有在外侧的并且被构造为形状稳定的塑料构件的绝缘元件。
具体实施方式
下面阐述的实施例是本发明的优选实施方式。在实施例中,实施方式的所描述的部件分别是本发明的各个可彼此独立地考虑的特征,这些特征也分别彼此独立地改进本发明。因此,本公开文本也应包括除了实施例的特征的所示组合之外的组合。此外,所述实施方式也可以通过本发明的已经描述的特征中的其它特征来补充。
在附图中,相同的附图标记分别表示功能相同的元件。
图1示出了具有高压蓄能器12的机动车10的示意图,该高压蓄能器包括根据本发明的一个实施例的壳体装置14。在此,该高压蓄能器12被构造为高压电池12并且具有多个被构造为电池模块16的蓄能模块,出于简明的原因,这些蓄能模块中仅一个被设有附图标记。相应的一个所述蓄能模块16又具有多个电池单体18,为了清楚起见这些电池单体中的仅一个设有附图标记。这些电池单体18例如可以构造为锂离子电池单体。此外,壳体装置14包括壳体20,蓄能模块16容纳在该壳体中。该壳体20又具有外侧20a,该外侧背离蓄能模块16。此外,机动车10也包括低压车载电网22,例如12伏特车载电网或48伏特车载电网。该低压车载电网22又具有多个车载电网部件22a、22b,例如12伏特电池和/或48伏特电池和/或各种用电器、缆线等。这些车载电网部件22a、22b在该实施例中布置在高压蓄能器12上方。
在具有高压蓄能器的传统机动车中,在故障情况下可能在这种高压蓄能系统和低压车载电网之间出现电压影响、尤其是短路并且导致系统部件的各种故障情况或损坏情况。这样的电压影响现在可以有利地被避免,其方式是,绝缘元件24局部地或整体地(参见图2至图4)在外部被安装或布置在高压蓄能器12的壳体20上。在此,该绝缘元件24尤其布置在壳体20的外侧20a的面向低压车载电网22的至少一个车载电网部件22a、22b的区域20c中。由此,这种车载电网部件22a、22b的一部分、尤其是所述低压车载电网22的电势与壳体20的外侧20a在设置有绝缘元件24的所述区域20c中的接触也有利地不会导致短路。
在此为构造该绝缘元件24提供了许多有利的可能性,下面将对其进行详细阐述。
在此,图2示出根据本发明的一个实施例的高压蓄能器12的壳体20的壳体盖件20b的一部分的示意图,其具有构造为自粘的膜24a的绝缘元件24。因此,绝缘元件24被设计为粘贴标签24a,其可以以简单的方式粘贴到壳体20的外侧20a上,在该示例中粘贴到壳体盖件20b上,该粘贴标签向上、也就是说向着低压车载电网22封闭壳体20。作为这种膜24a该设计方案提供了特别高的灵活性,特别是在几何形状设计、透明度、厚度和其布置可能性方面。因为这种膜24a由于其薄的实施方案、尤其是在三位数微米范围内的实施方案而可以特别简单地、尤其是2D或3D地匹配于每个任意的几何形状并且可粘贴或者以其他方式安装到壳体盖件20b上或通常可粘贴到壳体20的外侧20a上,所以这种膜24a提供了用于提供绝缘元件24的特别简单的、成本低廉的和有利的可能性。因此,在该示例中构造为膜24a的绝缘元件24可以被不透明地实施,也可以透明地实施。在透明膜24a的情况下,被贴盖件上的内容、例如存在的文字说明仍然保持可见。绝缘元件也可以被实施为使其也承担用于内容、例如文字说明、提示、图标等的标签的任务,尤其是除了其作为电绝缘的绝缘元件24的功能之外。这种文字说明不仅可以在膜24a被不透明地实施时提供,而且可以在被透明地实施时由膜24a提供。在此,不仅壳体20的盖件20b可以被这种膜24a粘贴,而且壳体20的下侧以及通常壳体20的任何任意的子区域或壳体的整个外侧20a也可以被这种膜粘贴。
图3示出按照本发明的另一实施例的高压蓄能器12的壳体20的壳体盖件20b的一部分的示意图。在该实例中,绝缘元件24也再次布置在该壳体盖件20b的外侧20a处。在该示例中,绝缘元件24被实施为毡24b。这种毡材料24b也可以相应地构造得较薄,如例如针对膜24a所描述的那样,或者也可以构造得略厚。由此,通过这种毡材料24b的较厚的构造可以提高介电强度。尽管如此,这种毡材料24b在例如毫米范围内的稍微更厚的实施方式中仍然保持柔性,并且因此能够适应壳体20的外侧20a的任何几何形状,并且因此同样能够如关于膜24a所描述的那样被灵活地使用。另外,这种毡材料还可以承担磨损保护的功能,并且还可以根据毡的材料选择来提供热屏蔽件。
替代地或附加地,绝缘元件24也可以构造为粘扣元件并且然后例如附加地承担缆线保持件的任务。这样的粘扣元件也提供了绝缘元件的特别灵活的构造可能性,所述绝缘元件由此能够灵活地与壳体20的外侧20a的任意的几何形状相匹配进而能够特别灵活地布置在壳体20的外侧20a的任意的位置上。
图4示出根据本发明的另一个实施例的具有绝缘元件24的壳体20的壳体盖件20b的一部分的示意图。在该示例中,绝缘元件24构造为形状稳定的塑料件24c。这种塑料部件24c例如可以设计为发泡塑料或注塑塑料或增材制造的塑料。在这种情况下,为了提供绝缘元件24,尤其是早在其布置在壳体20上之前,以匹配于应布置绝缘元件24的区域20c的外侧20a的几何形状的方式提供该绝缘元件24的几何形状。尽管如此,通过注塑方法或其他简单的制造方法,这样的形状稳定的塑料绝缘元件24c能够简单地并且成本低廉地并且可匹配于任何任意的几何形状来设计。特别地,绝缘元件24因此还可以以特别简单的方式具有如下几何形状,该几何形状例如可以在两个不同的空间方向上弯曲,例如在壳体20的倒圆的角部处。在构造为膜或毡或类似物时,这仅通过接受绝缘元件24的一定的折叠布置方案或多件式的实施方案来实现,但这仍可以简单地提供。
当还要实现更高的介电强度时,形状稳定的塑料件24c尤其适合作为绝缘元件24,因为通过该塑料件24c能够提供在毫米范围内以及更大的层厚度。同时,与对膜24a所述的完全类似地,在此也在材料选择方面、尤其是在选择用于塑料件24c的塑料方面以及在选择透明性或透明度方面又提供了灵活性。在此又可以通过绝缘元件24提供附加功能,诸如作为提示文本、图标等的载体的功能。在透明的构造方案中,也可以再次透过该绝缘元件24看到直接布置在壳体20的外侧20a上的提示文本。在该示例中,此外通过绝缘元件24以有利的方式附加地提供了保持件24d,借助于所述保持件例如能够保持或固定或引导缆线和/或导线。由此可以省去用于引导或保持缆线的附加的保持件。
一般而言,绝缘元件24除了承担电绝缘任务之外还可以承担其他功能,例如用于缆线的保持功能、抗磨损保护、间隔保持的功能、热屏蔽功能和提示文本、符号或文字的载体的功能。以这种方式可以节省大量的附加部件,如用于缆线的保持件、间隔保持件、保护元件、屏蔽元件、粘贴标签等。
总之,这些实例表明,如何能够通过本发明在高压蓄能系统的壳体上提供位于外部的绝缘元件,所述位于外部的绝缘元件通过其在壳体和低压车载电网的部件之间的布置能够以特别有效且成本低廉的方式避免在高压蓄能系统和低压车载电网之间的电压影响、尤其是短路。

Claims (10)

1.一种用于机动车(10)的高压蓄能器(12)的壳体装置(14),该壳体装置(14)具有用于接纳多个蓄能模块(16)的壳体(20),该壳体具有外侧(20a),在所述多个蓄能模块(16)被接纳在壳体(20)中的状态下该外侧背离该多个蓄能模块(16),
其特征在于,
壳体装置(14)具有电绝缘的绝缘元件(24;24a、24b、24c),所述绝缘元件布置在壳体(20)的外侧(20a)的至少一个确定区域(20c)中,当壳体(20)位于其在机动车(10)中的常规安装位置中时,该至少一个确定区域面向车载电网(22)的由机动车(10)所包括的至少一个车载电网部件(22a、22b),该车载电网的电压电位比高压蓄能器(12)低。
2.根据权利要求1所述的壳体装置(14),其特征在于,所述绝缘元件(24;24a、24b、24c)被构造为膜(24a)和/或毡材料(24b)和/或粘扣元件。
3.根据前述权利要求之一所述的壳体装置(14),其特征在于,所述绝缘元件(24;24a、24b、24c)被构造为形状稳定的塑料构件(24c),尤其是被构造为发泡的塑料构件(24c)和/或注塑的塑料构件(24c)和/或构造为增材制造的塑料构件(24c)。
4.根据前述权利要求之一所述的壳体装置(14),其特征在于,所述绝缘元件(24;24a、24b、24c)被设计用于附加地提供与电绝缘不同的至少一个功能。
5.根据权利要求4所述的壳体装置(14),其特征在于,所述至少一个功能是下列的至少一个:
-提供用于缆线和/或导线的保持件(24d);
-提供间隔保持件,该间隔保持件用于保持壳体(20)以使之与机动车部件相距一限定距离;
-热屏蔽件;
-用于承载提示文本和/或符号的载体功能;
-磨损保护件。
6.根据前述权利要求之一所述的壳体装置(14),其特征在于,壳体(20)具有盖件(20b),当壳体(20)位于其在机动车(10)中的常规安装位置中时,该盖件提供壳体(20)的上侧,由盖件(20b)提供外侧(20a)的布置有绝缘元件(24;24a、24b、24c)的确定区域(20c)。
7.根据前述权利要求之一所述的壳体装置(14),其特征在于,壳体(20)的外侧(20a)的仅一部分具有绝缘元件(24;24a、24b、24c)。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的壳体装置(14),其特征在于,绝缘元件(24;24a、24b、24c)被布置得基本上覆盖壳体(20)的整个外侧(20a)。
9.一种机动车(10),具有根据前述权利要求之一所述的壳体装置(14)。
10.根据权利要求9所述的机动车(10),其特征在于,所述机动车(10)具有车载电网(22)的至少一个车载电网部件(22a、22b)、尤其是12V车载电网部件(22a、22b)和/或48V车载电网部件(22a、22b),该车载电网的电压电位比高压蓄能器(12)低,其中,绝缘元件(24;24a,24b,24c)以如下方式布置在壳体(20)的外侧(20a)上:使绝缘元件(24;24a,24b,24c)位于至少一个车载电网部件(22a,22b)和壳体(20)之间。
CN202010412576.4A 2019-05-15 2020-05-15 用于高压蓄能器的壳体装置和机动车 Active CN111942182B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019207086.8 2019-05-15
DE102019207086.8A DE102019207086A1 (de) 2019-05-15 2019-05-15 Gehäuseanordnung für einen Hochvoltenergiespeicher und Kraftfahrzeug

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111942182A true CN111942182A (zh) 2020-11-17
CN111942182B CN111942182B (zh) 2024-02-02

Family

ID=73018645

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010412576.4A Active CN111942182B (zh) 2019-05-15 2020-05-15 用于高压蓄能器的壳体装置和机动车

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11380959B2 (zh)
CN (1) CN111942182B (zh)
DE (1) DE102019207086A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115295933A (zh) * 2021-05-04 2022-11-04 奥迪股份公司 提供单体壳体部件的方法、单体壳体部件和用于机动车的高压电池的电池单体

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010013025A1 (de) * 2010-03-26 2011-09-29 Daimler Ag Batterie und Verfahren zur Herstellung einer Batterie mit einer in einem Batteriegehäuse angeordneten Kühlplatte
DE102010055598A1 (de) * 2010-12-22 2012-06-28 Daimler Ag Einzelzelle für eine Batterie und Verfahren zu deren Herstellung
DE102011083663A1 (de) * 2011-09-29 2013-04-04 Sb Limotive Company Ltd. Energiespeicher
CN103733410A (zh) * 2011-08-02 2014-04-16 戴姆勒股份公司 用于蓄电池的电池单体以及蓄电池
US20140113171A1 (en) * 2011-03-25 2014-04-24 Li-Tec Battery Gmbh Energy storage apparatus, energy storage cell and heat-conducting element with elastic means
DE102013017339A1 (de) * 2013-10-18 2015-04-23 Daimler Ag Elektrische Sicherung sowie Batteriezelle und Batterie mit der elektrischen Sicherung
DE102017205439A1 (de) * 2017-03-30 2017-07-27 Audi Ag Gehäusevorrichtung und Kraftfahrzeug mit einer Gehäusevorrichtung
DE102016222823A1 (de) * 2016-11-18 2018-05-24 Audi Ag Steuergerät für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug
CN108349404A (zh) * 2015-11-10 2018-07-31 奥迪股份公司 用于机动车的高压电池和机动车

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010013025A1 (de) * 2010-03-26 2011-09-29 Daimler Ag Batterie und Verfahren zur Herstellung einer Batterie mit einer in einem Batteriegehäuse angeordneten Kühlplatte
DE102010055598A1 (de) * 2010-12-22 2012-06-28 Daimler Ag Einzelzelle für eine Batterie und Verfahren zu deren Herstellung
US20140113171A1 (en) * 2011-03-25 2014-04-24 Li-Tec Battery Gmbh Energy storage apparatus, energy storage cell and heat-conducting element with elastic means
CN103733410A (zh) * 2011-08-02 2014-04-16 戴姆勒股份公司 用于蓄电池的电池单体以及蓄电池
DE102011083663A1 (de) * 2011-09-29 2013-04-04 Sb Limotive Company Ltd. Energiespeicher
DE102013017339A1 (de) * 2013-10-18 2015-04-23 Daimler Ag Elektrische Sicherung sowie Batteriezelle und Batterie mit der elektrischen Sicherung
CN108349404A (zh) * 2015-11-10 2018-07-31 奥迪股份公司 用于机动车的高压电池和机动车
DE102016222823A1 (de) * 2016-11-18 2018-05-24 Audi Ag Steuergerät für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug
DE102017205439A1 (de) * 2017-03-30 2017-07-27 Audi Ag Gehäusevorrichtung und Kraftfahrzeug mit einer Gehäusevorrichtung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115295933A (zh) * 2021-05-04 2022-11-04 奥迪股份公司 提供单体壳体部件的方法、单体壳体部件和用于机动车的高压电池的电池单体

Also Published As

Publication number Publication date
CN111942182B (zh) 2024-02-02
DE102019207086A1 (de) 2020-11-19
US20200365852A1 (en) 2020-11-19
US11380959B2 (en) 2022-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110073461B (zh) 功率继电器组件
CN108463902B (zh) 电池模块、包括电池模块的电池组和包括电池组的车辆
US11145919B2 (en) Cooling device and process
CN105531845B (zh) 电池模块封盖系统和方法
EP3123539B1 (en) Connector for connecting cellular electrical elements and method for installing such a connector on a battery unit
CN105742730A (zh) 电池模块
CN110291608B (zh) 一种功率继电器组件
CN101312855B (zh) 束线排布结构
EP3761396B1 (en) Battery module including protective cover for covering flexible printed circuit board
CN105408170B (zh) 具有连接器化隔离壁的高电压电气中心
EP2665627B1 (en) Electrical conduction path structure and wiring harness incorporating the same
CN111942182B (zh) 用于高压蓄能器的壳体装置和机动车
US10249406B2 (en) Cable harness
US11472352B2 (en) Door wiring module
US20220166117A1 (en) Cover Assembly for a Cell Housing of a Prismatic Battery Cell With Connection Contacts for a Heating Device, Battery Cell and High-Voltage Battery
JP2015026428A (ja) バッテリパックのハーネス保護構造
CN102892635B (zh) 高电压单元的保护结构
JP2009158219A (ja) 車載用蓄電装置
US11077744B2 (en) Battery pack
WO2018079135A1 (ja) 配線モジュール
CN111200263B (zh) 电气连接箱
EP3703155A1 (en) Battery pack comprising battery frame
JP2010097866A (ja) 端子接続構造体
CN113396504A (zh) 用于在机动车的壳体部上布设管线的装置
US20230402695A1 (en) Multilayer, flexible, impact and puncture resistant, fluid impervious, dielectric insulator sheet for an electric vehicle battery pack and mounting arrangement therewith

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant