CN112448073B - 电池组模块和电驱动的机动车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池组模块(6)，具有端子(14)，所述端子具有用于与高压连接器(16)电连接的接触段(36)；壳体(40)，作为用于所述接触段(36)的接触防护件，其中，所述壳体(40)具有壳盖(42)，所述壳盖(42)与所述接触段(36)相间隔地布置并且在所述接触段(36)和壳盖(42)之间形成用于高压连接器(16)的容纳腔室(44)，其中，所述壳体(40)的壳体纵向壁(48)具有缝隙状的第一缺口(50)，用于使所述高压连接器(16)安置在所述容纳腔室(44)中，并且其中，所述壳体纵向壁(48)在高压连接器的安置方向(E)上遮盖所述接触段(36)，并且其中，所述壳盖(42)具有第二缺口(52)，用于使所述高压连接器(16)与所述接触段(36)接合。此外，本发明涉及一种电驱动的机动车(2)，具有具备这样的电池组模块(6)的牵引用电池(4)。

Description

电池组模块和电驱动的机动车

技术领域

本发明涉及一种具有端子的电池组模块。本发明还涉及一种电驱动的机动车，所述机动车的牵引用电池具有这样的电池组模块。

背景技术

电驱动的机动车通常具有牵引用电池，用于给电动机供应电能以驱动机动车。电驱动的机动车在此尤其理解为仅在牵引用电池中储存驱动所需的能量的电动车辆(BEV、纯电动车辆)，具有延长驶程装置的电动车辆(REEV、增程型电动车辆)、混动车辆(HEV、混合动力电动车辆)、插电式混动车辆(PHEV，插电式混合动力电动车辆)和/或燃料电池车辆(FCEV、燃料电池电动车辆)，该燃料电池车辆在牵引用电池中临时储存由燃料电池产生的电能。

这种牵引用电池以合适的方式模块化地构造。因此，牵引用电池具有多个电池组模块，该多个电池组模块又包括多个电池。各个电池组模块的(多个)电池以及(多个)电池组模块在此彼此串联和/或并联，从而牵引用电池可以提供对于机动车的运行合适的电压和为此合适的电流。

电池组模块在其(模块的)端子上分别借助所谓的高压连接器与其他的电池部件、例如与其他的电池组模块的端子电连接。

端子在此可以施加以相对较高的电压、尤其以高于60V的电压。此类型的高电压对于机修工来说例如在初始装配时或者在维护牵引用电池时是危险的。

已知使用对于端子的接触保护机构，借助该接触保护结构可以避免或者防止(无意地)接触到端子。因此，例如由专利文献DE 10 2014 012 320 B3已知一种电池组模块，该电池组模块的电极能够借助螺栓与缆线连接。电池在此包括使电极电绝缘的壳体，通过该壳体提供针对螺栓和电极的接触保护。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种特别适合的电池组模块。尤其应在此实现高压连接器和端子的无危险的连接和/或高压连接器和端子之间的可靠的电连接。此外，应提供一种机动车，该机动车的牵引用电池具有这样的电池组模块。

所述技术问题按照本发明通过一种电池组模块解决，所述电池组模块具有端子，所述端子具有用于与高压连接器电连接的接触段，所述电池组模块还具有壳体，作为用于所述接触段的接触防护件，其中，所述壳体具有壳盖，所述壳盖与所述接触段相间隔地布置并且在所述接触段和壳盖之间形成用于高压连接器的容纳腔室，其中，所述壳体的壳体纵向壁具有缝隙状的第一缺口，用于使所述高压连接器安置在所述容纳腔室中，并且其中，所述壳体纵向壁在高压连接器的安置方向上遮盖所述接触段，并且其中，所述壳盖具有第二缺口，用于使所述高压连接器与所述接触段接合。所述技术问题按照本发明还通过一种电驱动的机动车解决，所述电驱动的机动车具有具备前述类型的电池组模块的牵引用电池。有利的设计方案和扩展方案是根据本发明的技术方案。在此，电池组模块的实施例也适宜地适用于机动车，反之亦然。

电池组模块、尤其设计和构造用于电驱动的机动车的牵引用电池的电池组模块具有导电的(模块的)端子，该端子用于提供电压。端子还称为电极。此端子具有设计用于与高压连接器电连接的接触段。此外，端子有利地具有用于与集电器电连接的连接段，该集电器又与电池组模块的电池的电池端子(电池电极)连接。

电池组模块借助该电池组模块的端子和相应的高压连接器与其他的电池部件电连接。其他的电池部件例如是其他电池组模块的端子、控制设备或者牵引用电池对于耗电设备、尤其对于传动系的(电池的)接口。

此外，电池组模块包括有利地由电绝缘材料构成的、用于接触段的壳体，其中，该壳体形成防止尤其无意地与端子接触的接触防护件。壳体具有壳盖，该壳盖与接触段相间隔并且以适合的方式与接触段平行布置。以这样的方式在接触段和壳盖之间形成用于高压连接器的容纳空间。

壳体还包括壳体纵向壁，该壳体纵向壁适宜地垂直于壳盖延伸。壳体纵向壁具有缝隙状的第一缺口，以便将高压连接器安置在容纳腔室中。换句话说，壳体纵向壁具有窗口状的缺口，通过该缺口可以将高压连接器安置在容纳腔室中。在此，壳体纵向壁在高压连接器的安置方向上至少部分地遮盖接触段。第一缺口的远离壳盖的边缘优选地与接触段的朝向壳盖的(接合)表面齐平。

第一缺口优选地在遮盖侧布置在壳体纵向壁中。换句话说，第一缺口沿壳体纵向壁的朝向壳盖的端部延伸。

壳盖具有用于使高压连接器与接触段接合的第二缺口。第二缺口在此用作焊接工具的贯通口，使得安置在容纳腔室中的高压连接器可以与端子的接触段相焊接。第二缺口备选地用于螺栓的贯通口，借助该螺栓可以将高压连接器和接触段彼此旋拧。

在形成壳体的情况下，端子或者至少其接触段例如用塑料包塑。

借助壳体有利地实现针对端子的接触段和安置在容纳腔室中的高压连接器的接触防护。在此，高压连接器与接触段能够以简单的方式通过在容纳腔室中安置高压连接器以及通过之后地焊接或者旋拧相互接合，其中，焊接连接或者螺旋连接相对可靠并且安全。总之，避免接触施加有电压的电池组模块部件。

根据有利的设计方案，所述第一缺口沿缝隙横向、即垂直于壳盖的方向的净宽度和/或所述第二缺口的净宽度小于12mm、尤其小于10mm。因此定义第一缺口和第二缺口的尺寸，从而防止用标准指头接触端子和容纳在容纳腔室中的高压连接器，该标准指头尤其具有12mm的直径。这样的接触防护按DIN EN 60529用IP代码IPXXB表示。在这样的防护方式下必要时防止了人的指头与高压连接器和接触段接触并且避免了由于端子上的电压给人造成的危险。

根据适合的设计方案，电池组模块的高压连接器具有接片，该接片用于建立与端子的接触段的电连接。为此，接片安置在容纳腔室中。此外，导体段在高压连接器的接片上成型，以便与其他的电池部件连接。导体段在此被绝缘件包围。因此在装配状态下，接片被壳体保护防止接触，并且布置在壳体上的导体段通过绝缘件保护防止接触。导体段优选与电绝缘的、即不导电的材料例如塑料包塑。高压连接器优选呈L形。在此，接片形成L形的水平直角边，并且导体段形成L形的垂直直角边。

根据有利的设计方案，壳体还具有两个横向于壳体纵向壁延伸的并且优选与壳体纵向壁邻接的壳体横向壁。两个壳体横向壁优选分别沿垂直于壳盖的法线和壳体纵向壁的法线的方向遮盖端子的接触段。在此，第一缺口布置在壳体纵向壁中并且布置在壳体横向壁中的一个壳体横向壁的与壳体纵向壁邻接的边缘区域中。换句话说，第一缺口在壳体纵向壁上并且在相应的壳体横向壁的与壳体纵向壁邻接的边缘区域上延伸。尤其若高压连接器L形地构造，则借助第一缺口的布置在壳体横向壁中的区段形成公差补偿。因此可以将高压连接器的导体段部分地布置在第一缺口的此区段中、即伸入此区段中，从而有利地避免导体段的绝缘件和壳盖之间的缺口，并且因此避免随之产生的接触风险。

第二缺口例如是缝隙状或者长孔状。此设计方案具有沿缝隙或者长孔的横向相对较小的净宽度，其中，高压连接器和接触段可以通过焊接彼此接合。然而根据适合的设计方案，第二缺口是圆形的、即圆的。以这种方式不仅借助螺栓还借助焊接能够实现高压连接器和接触段的接合。

在适宜的设计方案中，用于使接触段和高压连接器接合的螺栓的螺栓头配设有绝缘帽。绝缘帽优选由电绝缘的塑料构成，其中，绝缘罩具有用于螺栓工具的贯通口。

尤其若规定借助螺旋连接使高压连接器与端子接合，则在有利的设计方案中，在壳盖上在壳体外侧布置、优选成型有凸缘。该凸缘沿第二缺口的周向侧布置。凸缘优选具有这样的高度、即垂直于壳盖的伸展量，只有螺栓头的塑料罩和凸缘之间的间距如此小，从而避免尤其被标准指头接触高压连接器或者接触段，则螺栓才与接触段或者与高压连接器接触。凸缘的高度为此尤其大于螺栓的螺杆的长度。

根据有利的设计方案，电驱动的机动车具有具备根据上述变型方案之一的电池组模块、优选多个电池组模块的牵引用电池。因此，尤其借助壳体保护相应的电池组模块的端子的接触段不被接触。

附图说明

以下参照附图详细阐述本发明的实施例。在附图中：

图1示意性地示出电驱动的机动车，该电驱动的机动车具有具备多个彼此联接的电池组模块的牵引用电池；

图2示出具有两个端子的电池组模块的立体图，其中，端子的接触段被壳体包围，其中，壳体的壳体纵向壁具有用于安置高压连接器的第一缺口，并且壳盖具有用于接合高压连接器与接触段的多个第二缺口；

图3a示意性地示出沿根据图2的电池组模块的接触段剖切的横截面的局部视图，其中，在形成容纳腔室的情况下接触段与壳盖相间隔地布置；

图3b示出根据图3a的视图中的电池组模块，其中，高压连接器安置在壳体中；

图3c示意性地示出沿电池组模块的备选设计方案的接触段剖切的横截面的局部视图，其中，电池组模块包括设计为软包电池的电池；

图4a示出壳体、接触段和与接触段待接合的高压连接器的分解视图，其中，高压连接器由被绝缘件包围的导体段和在导体段上成型的用于与端子接合的接片形成；

图4b示出安置在壳体中的高压连接器的立体图；

图5示出壳体的备选的设计方案的立体图，其中，分别沿第二缺口的周侧成型有凸缘。

彼此相同的部件和参数在所有附图中总是设有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出具有牵引用电池4的机动车2。牵引用电池4具有多个也被称为电池模块的电池组模块6，其中，出于更好的简洁性的目的仅示出两个电池组模块6。

每个电池组模块6又具有多个棱柱形的电池8，其中每五个电池表示一个电池组模块。电池8在其电池端子10上分别提供电压。每个电池模块的电池8在此例如彼此串联。电池在未详细示出的方案中彼此并联和/或串联。彼此联接的电池8分别借助集电器12与电池组模块6的两个端子14电连接，从而根据电池8的联接对端子14施加电压。电池组模块6的端子14又借助高压连接器16彼此电连接并且与用于耗电设备的电池组接口18电连接。

牵引用电池4的电池组接口18与耗电设备连接，该耗电设备在此设计为机动车2的驱动系的逆变器20以及与逆变器连接的电动机22。逆变器20将由牵引用电池4提供的直流电流或者由此提供的直流电压转换为适合运行电动机22的交流电流或者交流电压。总之，牵引用电池为驱动机动车2提供电能。

图2示出电池组模块6。所述电池组模块具有电池组模块壳体24，所述电池组模块壳体具有模块壳体盖板26和用于容纳电池8的盆形的容纳腔，该容纳腔借助未详细示出的且平行于模块壳体盖板26定向的模块壳体底板以及模块壳体框架形成。在模块壳体框架28的侧壁30上布置有(端板)前板32，在该前板32上固定有端子14。

如尤其在根据图3a的电池组模块6的横截面视图中可见，在该横截面视图中剖面垂直于模块壳体盖板26并且垂直于侧壁30延伸，集电器12从侧壁30的贯穿口伸出。根据未详细示出的备选方案，集电器在模块壳体盖板26和侧壁30之间从电池组模块壳体24伸出。端子14具有接触段36，该接触段36垂直于模块壳体框架28的侧壁30定向，并且端子14具有用于使接触段36与集电器12电连接的连接段38。在此接触段36、连接段38和集电器12形成阶梯形状。连接段38在此平行于侧壁30定向。根据这里示出的实施例，集电器12、连接段38和端子14的接触段36相关联地、即一件式地构造。

图3c示出电池组模块的备选的设计方案。在此与图3a有关的实施方式和与图4a至5有关的实施方式在壳体40方面以类似的方式适用。在盆形的容纳腔中安置有多个构造为所谓的软包电池的电池8′，其中出于更好的简洁性的目的示例性地仅示出一个电池。软包电池8′在其电池的集电器10′上与电池集电器12电连接。在此，在形成L形的情况下，电池集电器12与接触段36关联地构造。

此外，电池组模块6分别具有在图4a和4b中详细示出的用于每个接触段36的壳体40。相应的壳体40用作接触保护，以便防止接触施加有电压的接触段36。为此，相应的壳体40具有壳盖42，该壳盖42沿垂直于由壳盖42撑开的平面定向的方向覆盖接触段36。在此，壳盖40与接触段36相间隔地布置。在装配过程中，高压连接器16的接片46沿安置方向E安置在接触段36和壳盖42之间形成的容纳腔室44中。

在形成接触段36的壳体的情况下和/或在形成用于固定接触段36的壳体40的固定元件的情况下，例如以未详细示出的方式将集电器12、连接段38和/或端子14的接触段36用不导电的塑料包塑。固定元件例如构造为在壳体40上成型的、尤其接片状的突伸部，该突伸部在装配状态下布置在侧壁30和前板之间并且这样借助前板32固持。根据未详细示出的备选方案，壳体40固定、例如锁止、夹紧、旋拧或者粘合在模块壳体框架26的侧壁30上或者在前板32上。

图4a示出具有配属的接触段36和配属的高压连接器16的电池组模块6的壳体40的分解视图，并且图4b示出在装配状态下、即带有高压连接器16的容纳在容纳腔室44中的接片46的高压连接器16。

高压连接器16的装配状态也如图3b的剖面图所示。壳体40的剖面在图3a至图3c中以阴影线示出。

壳体40具有垂直于壳盖42延伸的壳体纵向壁48。此外，壳体纵向壁48与模块壳体框架26的侧壁30相间隔地定向并且远离模块壳体框架26。因此，接触段36布置在壳体纵向壁48和模块壳体框架26的侧壁30之间。

在壳体纵向壁48中安置有缝隙状的、即长形的第一缺口50，通过该第一缺口50能够将高压连接器16安置在容纳腔室44中。在此，第一缺口50布置在壳体纵向壁48的朝向壳盖42的端部上。缝隙纵向在此平行于壳盖42定向，换句话说，第一缺口沿此方向延伸。由于第一缺口50的这样的布置方式，壳体纵向壁48沿高压连接器16的安置方向E覆盖与壳盖42相间隔地布置的接触段36。安置方向E在此借助箭头在图4a中示出。

壳盖42具有三个第二缺口52，该第二缺口52用于使高压连接器16与端子14的接触段36接合。第二缺口52圆形地构造，其中，通过第二缺口52形成用于(未示出的)焊接工具的通路，从而高压连接器16可以与接触段36焊接。

第一缺口50的沿缝隙横向、即沿平行于壳盖42的法线的方向的净宽度a以及第二缺口52的净宽度b小于12mm。因此防止以标准指头接触端子14的接触段36和容纳在容纳腔室中的高压连接器16，该标准指头尤其具有12mm的直径。

高压连接器16呈L形。此高压连接器16具有作为垂直直角边的导体段54，高压连接器16的接片46作为水平直角边从该导体段54垂直延伸。接片46在此在导体段54上成型。导体段54在此由绝缘件56包围。换句话说，高压连接器16的配设有绝缘件56的区段形成导体段54，并且安置在壳体40的容纳腔室44中的那个区段形成接片46。

此外，壳体40还具有两个壳体横向壁58，该壳体横向壁58垂直于、即横向于壳体纵向壁48以及壳盖42定向。两个壳体横向壁58在此在壳体纵向壁48上限界。壳盖42、壳体纵向壁48和两个壳体横向壁58一件式地、即整体式地构造。两个壳体横向壁58分别沿垂直于壳盖42的法线和壳体纵向壁48的法线的方向覆盖端子14的接触段36直到壳体40。

此外，第一缺口50不仅沿壳体纵向壁48而且还沿两个壳体横向壁58中的一个的与壳体纵向壁48邻接的边缘区域(端部区域)延伸。第一缺口50的布置在壳体横向壁58中的那个区段在此用作用于高压连接器的导体段54的绝缘件56的公差补偿。因此，绝缘件56可以按需伸入第一缺口50的这个区段中，从而避免在高压连接器16的装配状态下形成绝缘件56和壳盖42之间的缺口。

图5示出壳体40的备选的设计方案。除了以下所示以外，上述的实施方案在此以类似的方式适用于根据图5的壳体40的实施方式中。根据此设计方案，高压连接器16和接触段36借助螺栓60彼此接合。螺栓60在此容纳在第二缺口52中，其中，在装配状态下至少该螺栓60的螺杆62穿过第二缺口52伸出。螺栓60在此为了更好的可识别性按分解视图的方式从壳体40取出地示出。

螺栓60的螺栓头62分别配设具有用于螺栓工具(未示出)的贯通口64的绝缘帽63。贯通口64在此与相应的螺栓头62的容纳轮廓66相齐平。

此外，在壳盖42上沿圆形的第二缺口52的周侧成型有凸缘68，该凸缘68垂直于壳盖42朝向壳体外部竖立、即竖立在壳盖42的远离容纳腔室44的侧面上。凸缘68在此具有相对于壳盖42的高度，该壳盖42的高度大于螺栓60的螺杆61的长度。以这样的方式当绝缘帽63伸入由凸缘68形成的贯通口内时，才能够实现螺栓61与容纳在容纳腔室44中的高压连接器16或者与接触段36的电气接触。随后当螺栓60与高压连接器16或者与接触段电气接触时，根据凸缘68避免螺栓60的螺杆61的接触。

本发明不局限于前述实施例。反而本领域技术人员还可以推导出本发明的其他变型方案，只要不脱离本发明的技术方案即可。尤其结合实施例所述的所有的单独技术特征还可以以其他方式相互组合，只要不脱离本发明的技术方案即可。

附图标记列表

2 机动车

4 牵引用电池

6 电池组模块

8 电池

10 电池端子

10′ 电池集电器

12 集电器

14 端子

16 高压连接器

18 电池组接口

20 逆变器

22 电动机

24 电池组模块壳体

26 模块壳体盖板

28 模块壳体框架

30 侧壁

32 前板

36 接触段

38 连接段

40 壳体

42 壳盖

44 容纳腔室

46 接片

48 壳体纵向壁

50 第一缺口

52 第二缺口

54 导体段

56 绝缘件

58 壳体横向壁

60 螺栓

61 螺杆

62 螺栓头

63 绝缘帽

64 贯通口

66 容纳轮廓

68 凸缘

a、b 净宽度

E 安置方向

Claims (8)

1.一种电池组模块(6)，具有

-端子(14)，所述端子(14)具有用于与高压连接器(16)电连接的接触段(36)，

-壳体(40)，作为用于所述接触段(36)的接触防护件，

-其中，所述壳体(40)具有壳盖(42)，所述壳盖(42)与所述接触段(36)相间隔地布置并且在所述接触段(36)和壳盖(42)之间形成用于高压连接器(16)的容纳腔室(44)，

-其中，所述壳体(40)的壳体纵向壁(48)具有缝隙状的第一缺口(50)，用于使所述高压连接器(16)安置在所述容纳腔室(44)中，并且其中，所述壳体纵向壁(48)在高压连接器的安置方向(E)上遮盖所述接触段(36)，

-其中，所述壳盖(42)和所述壳体纵向壁(48)一件式地构造，

-并且其中，所述壳盖(42)具有第二缺口(52)，用于使所述高压连接器(16)与所述接触段(36)接合。

2.根据权利要求1所述的电池组模块(6)，其特征在于，所述第一缺口(50)沿缝隙横向的净宽度(a)和/或所述第二缺口(52)的净宽度(b)小于12mm、尤其小于10mm。

3.根据权利要求1或2所述的电池组模块(6)，其特征在于，所述壳体(40)具有两个横向于壳体纵向壁(48)延伸的壳体横向壁(58)，其中，所述第一缺口(50)布置在所述壳体纵向壁(48)中并且布置在所述壳体横向壁(58)中的一个的边缘区域中。

4.根据权利要求1至3之一所述的电池组模块(6)，其特征在于，设有高压连接器(16)，其中，所述高压连接器(16)具有用于安置在所述容纳腔室(44)中的接片(46)和在所述接片(46)上成型的导体段(54)，所述导体段(54)被绝缘件(56)包围。

5.根据权利要求1至4之一所述的电池组模块(6)，其特征在于，所述第二缺口(52)是圆形。

6.根据权利要求1至5之一所述的电池组模块(6)，其特征在于，设有螺栓(60)，用于使所述接触段(36)与高压连接器(16)接合，其中，螺栓头(62)配设有绝缘帽(IK)。

7.根据权利要求1至6之一所述的电池组模块(6)，其特征在于，在所述壳盖(42)上在壳体外侧沿第二缺口(52)的周向侧布置有凸缘(68)。

8.一种电驱动的机动车(2)，具有具备按照权利要求1至7之一所述的电池组模块(6)的牵引用电池(4)。