CN112640194B - 用于牵引电池的电池壳体和用于机动车辆的牵引电池 - Google Patents

Abstract

一种用于牵引电池的电池壳体，所述电池壳体具有：第一壳(4)和第二壳(6)，所述第一壳和所述第二壳限定用于容纳一或多个电池模块(48)的内部空间(8)；布置在所述第一壳(4)与所述第二壳(6)之间的支撑板(10)，其中所述支撑板(10)被设置为用于支撑一或多个电池模块(48)，且其中所述支撑板(10)在接合区域(12)内密封地与所述第一壳(4)和所述第二壳(6)连接。

Description

用于牵引电池的电池壳体和用于机动车辆的牵引电池

技术领域

本发明涉及一种用于牵引电池的电池壳体和一种用于机动车辆的牵引电池。

背景技术

牵引电池的电池壳体必须满足多个要求。电池壳体应以防撞的方式封装容纳在其中的电池模块，并使其与环境隔离。此外，电池壳体应能够实现牵引电池的低成本的制造，并且应被设置为易于维护容纳在电池壳体中的电池模块。

发明内容

本发明基于部分或完全满足前述要求的技术问题。上述技术问题的解决方案为根据权利要求1所述的电池壳体和根据权利要求14所述的牵引电池。本发明的其他实施例根据从属权利要求和下文的描述得出。

本发明的第一方面涉及一种用于牵引电池的电池壳体，所述电池壳体具有：第一壳和第二壳，所述第一壳和第二壳界定用于容纳一或多个电池模块的内部空间；支撑板，其布置在第一壳与第二壳之间，其中所述支撑板被设置为用于支撑一或多个电池模块，且其中所述支撑板在接合区域内密封地与第一壳和第二壳连接。

支撑板被设置为用于支撑一或多个电池模块，由此可以在将第一壳和第二壳与支撑板连接在一起之前，将电池模块预安装在支撑板上。支撑板与第一壳和第二壳在接合区域内的密封连接使得能够相对于与内部空间界定开来的环境可靠地封装容纳在内部空间中的一个或多个电池模块。因此，电池壳体特别地能够实现牵引电池的低成本的制造，此外，还能可靠地封装容纳在电池壳体的内部空间中的一或多个电池模块。

本发明的“密封连接”特别是指以液密和气密的方式连接，以保护容纳在内部空间中的电池模块并且避免有害物质排放。

支撑板与第一壳和/或第二壳在接合区域内的连接可以以形状配合和/或力配合和/或材料接合的方式进行。

特别地，支撑板、第一壳和第二壳可以在接合区域内可分离地彼此相连，从而无损地拆卸第一壳、第二壳和支撑板。

作为替代的实施例，可以设置第一壳、第二壳与支撑板在接合区域内以非无损分离的方式彼此相连，从而在进行拆卸时至少部分地损坏或破坏第一壳和/或第二壳和/或支撑板。

可以设置第一壳、第二壳与支撑板可以在接合区域内至少部分地材料接合地彼此相连，特别是相互焊接和/或胶合在一起。

本文中提及的牵引电池或驱动电池特别是指用于为电动机供电的蓄电池，该电动机用于驱动混合动力车辆或纯电动车辆，例如轿车、商业用车、工业卡车等。

根据电池壳体的另一实施例，在支撑板与第一壳之间设有密封件，并且在支撑板与第二壳之间设有密封件。因此，支撑板特别地在接合区域中被围在第一壳的密封件与第二壳的密封件之间。密封件可以是一件式或由多个区段组成的多件密封件。密封件可以是平面密封件。密封件可以是可压缩的空心型材。

根据电池壳体的另一实施例规定，第一壳的周向环绕的支撑束套包围支撑板。支撑束套用于特别是在支撑板所延伸的平面内加固电池壳体。替代地或附加地，第二壳的周向环绕的支撑束套包围支撑板，第二壳的周向环绕的支撑束套同样用于在结构上加固电池壳体。

在内部空间中容纳有一或多个电池模块的安装完毕的状态下，第一壳和/或第二壳可以设计成承重的，并设置成用于与支撑板一起吸收静态和动态运行负载。

根据电池壳体的改进方案，第一壳的周向环绕的支撑束套包围支撑板，且第二壳的周向环绕的支撑束套包围支撑板，其中第一壳的支撑束套周向地包围第二壳的支撑束套，且第二壳的支撑束套布置在第一壳的支撑束套与支撑板之间。通过此结构，一方面，在结构上加固电池壳体，另一方面，有助于相对于环境可靠、防碰撞地封装内部空间。

根据电池壳体的另一实施例规定，支撑板借助于一或多个夹紧构件被可分离地夹紧在第一壳与第二壳之间的接合区域内。该夹紧将支撑板、第一壳与第二壳之间可能出现的接合间隙以可靠的方式封闭，以便将内部空间与环境界定开来。

为了低成本地且以易于安装的方式提供夹紧构件，根据电池壳体的另一实施例可以规定，夹紧构件具有一或多个螺纹连接件或者由一或多个螺纹连接件形成。替代地或附加地，可以设置一或多个夹连接件、卡合连接件或扣合连接件，以便提供低成本的、可分离的连接。

根据电池壳体的另一实施例规定，夹紧构件具有夹紧轮廓，该夹紧轮廓周向围绕并夹紧第一壳的凸缘和第二壳的凸缘，其中支撑板以边缘区域被容纳且夹心的方式夹紧在第一壳的凸缘与第二壳的凸缘之间。可以规定，第一壳和第二壳的相应凸缘对应于上文已经描述的支撑束套，或者为上述相应的第一壳和第二壳的支撑束套的一部分。

根据电池壳体的另一实施例规定，夹紧轮廓的横截面至少部分地呈V形，并且第一壳、第二壳和支撑板被夹紧在夹紧轮廓的第一支腿与第二支腿之间。此外，根据此实施例，对应于夹紧轮廓的形状，第一壳的凸缘和第二壳的凸缘呈楔形。以这种方式，通过将V形夹紧轮廓推至第一和第二壳的相应地呈楔形地渐细的区域上，可以调节第一壳、第二壳与支撑板之间的夹紧力。

根据一种替代的实施例，夹紧轮廓可以设计成具有C形的横截面，其中第一壳、第二壳和支撑板被夹紧在夹紧轮廓的第一支腿与第二支腿之间。只要第一壳或第二壳的相应凸缘例如大体呈直线凸出地延伸，则可以借助于C形夹紧轮廓以简单的方式将第一壳的第一凸缘夹紧至第二壳的第二凸缘。

为了简化电池壳体的安装，可以设置两个或两个以上的夹紧轮廓，特别是设置四个夹紧轮廓。例如可以为电池壳体的每个纵向侧和每个横向侧均分配一个夹紧轮廓，可以首先将夹紧轮廓分开地且相互独立地安装在相应的壳体侧上。

可以设置，周向安装的夹紧轮廓彼此相连，或在预安装之后彼此相连。例如，可以规定，夹紧轮廓机械地彼此相连，特别是拧紧在一起。例如可以将分配给纵向侧的相应夹紧轮廓在前端或末端与分配给横向侧的相邻或邻接的夹紧轮廓拧紧在一起，从而形成周向闭合的夹紧轮廓框架，其周向地完全包围接合区域内的第一壳和第二壳。

为了实现简单且低成本地构建支撑板，支撑板在接合区域内可以具有恒定的壁厚。因此，接合区域内的支撑板可以被设计为平板，其特别地在其分配给接合区域的边缘区域内呈直线且无裂缝地延伸。特别地，支撑板在接合区域内不具有环绕式的束套或腹板。

可以规定，电池壳体可以具有用于冷却和/或加热一或多个电池模块的一或多个调温装置。

其中，调温装置例如可以是流体回路，该流体回路导引作为传热介质的流体通过相应的流体通道，以便在运行中将热量从电池模块导出并朝环境方向释放该热量，或者将热量传导至电池模块，以便在较低的环境温度下将电池模块保持在适于运行的温度范围内。

作为替代的实施例可以规定，可以将流体回路用作冷却装置，并且额外地设有电加热装置，例如电阻加热装置等。

支撑板可以具有用于供流体通过的集成式流体通道。替代地或附加地，可以设置调温板或柔性的调温模块以供流体通过，所述调温板或调温模块在安装完毕的状态下无间隙地贴靠在一或多个电池模块上，以便导出或输送热量。

可以规定，调温装置可以具有两个调温板或者由两个调温板形成。

第一调温板例如可以在支撑板的面向第二壳的一侧上被容纳在支撑板与分配给第二壳的电池模块之间。第二调温板例如可以被容纳在分配给第一壳的电池模块与第一壳的壁之间，或者也可以被容纳在支撑板与分配给第一壳的电池模块之间。

可以规定，用于调温装置的供电和/或流体供应的供应管线被引导穿过第一壳的壁和/或第二壳的壁，或者经由接合区域被引导至外部。第一壳、第二壳或夹紧轮廓中用于管线和/或电缆的可能的裂口可以特别地以液密和/或气密地密封。替代地或附加地，可以规定，调温模块为支撑板的整体组成部分。其优点在于，可以一件式提供支撑板和所需的调温装置，从而简化电池模块在支撑板区域内的安装。

本发明的第二方面涉及一种用于机动车辆的牵引电池，其具有根据本发明设计的电池壳体，所述电池壳体具有容纳在电池壳体的内部空间中的电池模块，其中至少一个电池模块布置在支撑板的面向第一壳的第一侧上，且其中至少一个电池模块布置在支撑板的面向第二壳并且背向第一壳的第二侧上。因此，可以在将第一壳和第二壳与支撑板连接在一起之前，首先以简单且低成本的方式在支撑板上的两侧上预安装电池模块，以相对于环境封装电池模块。

附图说明

下面借助于示出实施例的附图更详细地描述本发明。其分别示意性地示出：

图1根据本发明的第一电池壳体的横截面；

图2A根据本发明的第二电池壳体的横截面；

图2B图2A中的电池壳体的俯视图；

图3A根据本发明的第二电池壳体的横截面；

图3B图3A中的电池壳体的俯视图；

图4根据本发明的牵引电池的横截面；

图5根据本发明的另一牵引电池的横截面；

图6根据本发明的另一牵引电池的横截面；

图7根据本发明的另一牵引电池的横截面；

图8根据本发明的另一牵引电池的横截面。

具体实施方式

图1示出用于牵引电池的电池壳体2，其具有第一壳4和第二壳6，第一壳4和第二壳6限定用于容纳一或多个电池模块的内部空间8。电池壳体2具有布置在第一壳4与第二壳6之间的支撑板10。

支撑板10被设置为用于支撑一或多个电池模块。支撑板10在接合区域12中密封地与第一壳4和第二壳6连接。在支撑板10与第一壳4之间设置有密封件14。在支撑板10与第二壳6之间设置有密封件16。

支撑板10被第一壳4的周向环绕的支撑束套18包围。此外，支撑板10被第二壳6的周向环绕的支撑束套20包围。第一壳4的支撑束套18周向地围绕第二壳6的支撑束套20，使得第二壳6的支撑束套20布置在第一壳4的支撑束套18与支撑板10之间。

借助于多个夹紧构件22，将支撑板10可分离地夹紧在第一壳4与第二壳6之间的接合区域12内。在此情况下，夹紧装置22是指螺纹连接件22。

下面参考图2A和图2B对本发明的电池壳体24的另一示例性实施例进行描述。为了避免重复，相同的部件分配有相同的附图标记，并且仅讨论与上述实施例的不同之处。

电池壳体24与上述示例性实施例的不同之处主要在于接合区域12的设计。

例如，电池壳体24具有形式为夹紧轮廓26、28的夹紧构件，其分别包围并加紧第一壳4的凸缘30和第二壳6的凸缘32。

支撑板10以边缘区域被容纳且以夹心的方式夹紧在第一壳4的凸缘30与第二壳6的凸缘32之间。

从横截面观察，夹紧轮廓26、28具有至少部分地呈V形的轮廓形状，其中第一壳4、第二壳6和支撑板10以及对应的密封件14、16被夹紧在相应夹紧轮廓26和28的第一支腿34与第二支腿36之间。为此，第一壳4的凸缘30和第二壳6的凸缘32呈楔形地逐渐变细，使得在将相应的夹紧轮廓26、28朝内部空间8的方向推动时，在接合区域12内将壳4、6、密封件14、16和支撑板10压紧。

从图2B中可以看出，夹紧轮廓26、28借助于夹紧螺钉38彼此相连，从而形成周向闭合的夹紧框架，如对应于夹紧螺钉38的箭头所示，该夹紧框架可以变窄或收缩以夹紧接合区域12。

参考图3A和图3B对本发明的电池壳体40的另一变体进行描述，其中为了避免重复，仅讨论与上述示例性实施例的不同之处，并且相同的特征分配有相同的附图标记。

电池壳体40与上述示例性实施例的区别主要在于，应用具有C形横截面的夹紧轮廓42、44以在接合区域12中夹紧第一壳4、第二壳6、支撑板10和对应的密封件14、16。

图4示例性地示出本发明的牵引电池46的横截面，其中多个电池模块48被容纳在电池壳体40的内部空间8中。当然，电池模块48的这种布置方案同样适于图1和图2的上述示例性实施例，其中在此仅示例性地选取壳体40。

在此情况下，电池模块48布置在支撑板10的面对第一壳4的第一侧50上，并且多个电池模块48也布置在支撑板10的面对第二壳6且背对第一侧50的第二侧52上。

在此情况下，支撑板10具有用于供流体通过的集成式调温通道54，这些通道由此形成调温装置。

下面参考图5、图6、图7和图8示例性地示出调温装置的布置方案的其他变体。其中，又参考图3A所示的电池壳体的示例性实施例来描述调温装置的布置方案，其中可以理解的是，参考图5至图8所示的调温装置的布置方案的变体可以与在本文中描述的电池壳体的所有其他示例性实施例一起应用。

因此，图5出用于机动车辆的牵引电池56的另一实施例的横截面，为了避免重复，仅讨论与上述实施例的不同之处，并且相同的特征分配有相同的附图标记。

在此情况下，牵引电池56具有两个调温板58、60，其中调温板58布置在电池模块48与支撑板10之间，调温板60布置在电池模块48与第一壳4之间。在此未示出的用于为调温板58、60供应流体或提供电气连接的任何接线均可以通过壳体4、6中的一个或连接区域12从内部空间8向外导引，以便为控制板58、60供电，并且通过流体将热量从内部8导出或输送热量。

图6示出牵引电池62的另一变体，其中，与上述示例性实施例相比，调温板60同样布置在支撑板10与电池模块48之间。

图7示例性地示出牵引电池64的调温板58、60的供应的设计。电线和/或流体管线例如可以分别沿支撑板10或在该支撑板内被导引至从内部空间8进入环境U的接线模块66、68。

图8示出牵引电池70的另一变体，该牵引电池的支撑板包括集成式调温模块72，在该调温模块中，又将电线和/或流体管线通过连接区域12向外导引。

附图标记的说明

2 电池壳体

4 第一壳

6 第二壳

8 内部空间

10 支撑板

12 接合区域

14 密封件

16 密封件

18 支撑束套

20 支撑束套

22 螺纹连接件

24 电池壳体

26 夹紧轮廓

28 夹紧轮廓

30 凸缘

32 凸缘

34 第一支腿

36 第二支腿

38 夹紧螺钉

40 电池壳体

42 夹紧轮廓

44 夹紧轮廓

48 电池模块

46 牵引电池

50 第一侧

52 第二侧

54 流体通道

56 牵引电池

58 调温板

60 调温板

62 牵引电池

64 牵引电池

66 接线模块

68 接线模块

70 牵引电池

72 调温模块

U 环境

Claims (15)

1.一种用于牵引电池的电池壳体，

- 具有第一壳（4）和第二壳（6），所述第一壳（4）和所述第二壳（6）用于界定容纳一或多个电池模块（48）的内部空间（8），

- 具有布置在所述第一壳（4）与所述第二壳（6）之间的支撑板（10），其中所述支撑板（10）被设置为用于支撑一或多个电池模块（48），且

- 其中所述支撑板（10）在接合区域（12）内密封地与所述第一壳（4）和所述第二壳（6）连接，

其特征在于，

- 所述支撑板（10）被所述第一壳（4）的周向环绕的支撑束套（18）包围，和/或

- 所述支撑板（10）被所述第二壳（6）的周向环绕的支撑束套（20）包围。

2. 根据权利要求1所述的电池壳体，其特征在于，

- 在所述支撑板（10）与所述第一壳（4）之间设置密封件（14），以及

- 在所述支撑板（10）与所述第二壳（6）之间设置密封件（16）。

3.根据权利要求1或2所述的电池壳体，其特征在于，

- 所述支撑板（10）被所述第一壳（4）的周向环绕的支撑束套（18）包围，且所述支撑板（10）被所述第二壳（6）的周向环绕的支撑束套（20）包围，

- 其中所述第一壳（4）的支撑束套（18）周向地包围所述第二壳（6）的支撑束套（20），且

- 所述第二壳（6）的支撑束套（20）布置在所述第一壳（4）的支撑束套（18）与所述支撑板（10）之间。

4.根据权利要求1所述的电池壳体，其特征在于，

- 所述支撑板（10）借助于一或多个夹紧构件在接合区域（12）内能够分离地夹紧在所述第一壳（4）与所述第二壳（6）之间。

5.根据权利要求4所述的电池壳体，其特征在于，

- 所述夹紧构件具有一或多个螺纹连接件（22）或者由一或多个螺纹连接件（22）形成。

6.根据权利要求4所述的电池壳体，其特征在于，

- 所述夹紧构件具有夹紧轮廓（26、28、42、44），所述夹紧轮廓包围并加紧所述第一壳（4）的凸缘（30）和所述第二壳（6）的凸缘（32），

- 其中所述支撑板（10）以边缘区域被容纳且以夹心的方式夹紧在所述第一壳（4）的凸缘（30）与所述第二壳（6）的凸缘（32）之间。

7. 根据权利要求6所述的电池壳体，其特征在于，

- 所述夹紧轮廓（26、28）的横截面至少部分地呈V形，且

- 所述第一壳（4）、所述第二壳（6）和所述支撑板（10）被夹紧在所述夹紧轮廓（26、28）的第一支腿（34）与第二支腿（36）之间，

- 其中，对应于所述夹紧轮廓（26、28）的形状，所述第一壳（4）的凸缘（30）和所述第二壳（6）的凸缘（32）呈楔形。

8. 根据权利要求6所述的电池壳体，其特征在于，

- 所述夹紧轮廓（42、44）的横截面呈C形，且

- 所述第一壳（4）、所述第二壳（6）和所述支撑板（10）被夹紧在所述夹紧轮廓（42、44）的第一支腿与第二支腿之间。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的电池壳体，其特征在于，

- 设置两个或两个以上的夹紧轮廓（26、28、42、44）。

10.根据权利要求9所述的电池壳体，其特征在于，

- 设置四个夹紧轮廓（26、28、42、44）。

11.根据权利要求9所述的电池壳体，其特征在于，

- 所述夹紧轮廓（26、28）机械地彼此相连。

12.根据权利要求9所述的电池壳体，其特征在于，

- 所述夹紧轮廓（26、28）拧紧在一起。

13.根据权利要求12所述的电池壳体，其特征在于，

- 设置一或多个调温装置，所述一或多个调温装置用于冷却或加热一或多个电池模块（48）。

14. 根据权利要求13所述的电池壳体，其特征在于，

- 所述调温装置具有两个调温板（58、60），和/或

- 调温模块（72）为所述支撑板（10）的整体组成部分。

15.一种用于机动车辆的牵引电池，

- 具有根据前述权利要求中任一项所述的电池壳体（2、24、40），

- 具有容纳在所述电池壳体（2、24、40）的内部空间（8）中的电池模块（48），

- 其中至少一个电池模块（48）布置在所述支撑板（10）的面向所述第一壳（4）的第一侧（50）上，且

- 其中至少一个电池模块（48）布置在所述支撑板（10）的面向所述第二壳（6）并且背向所述第一侧（50）的第二侧（52）上。

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