CN112693330B - 用于机动车辆的牵引电池系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的牵引电池系统，该牵引电池系统包括：牵引电池(3)，该牵引电池被设计成能够以不可运动的方式接纳在该机动车辆(2)的车身中；以及保护结构(6)，该保护结构被布置在牵引电池(3)与机动车辆(2)的行车道(5)之间，其中该保护结构(6)借助于固定系统(13)与牵引电池(3)连接。根据本发明，所述固定系统(13)是能够松脱的固定系统(13)，其中，所述固定系统(13)被设计成具有阴元件和阳元件，该阴元件和该阳元件被设计成相互间实现形状配合连接。

Description

用于机动车辆的牵引电池系统
技术领域
本发明涉及一种根据专利权利要求1的前序部分所述的用于机动车辆的牵引电池系统。
背景技术
已知用于机动车辆的牵引电池系统。在此涉及多个电池模块，这些电池模块具有多个电池单元，这些电池单元被设计成用于进行电驱动或以混合驱动的形式进行部分驱动。多个电池单元被捆绑成一个电池模块，其中多个电池模块被接纳在牵引电池的电池壳体中。借助于板形的保护结构相对于机动车辆的行车道保护牵引电池，该保护结构通过拧接被固定在承载元件上，优选地被固定在电池壳体的横向承载件和纵向承载件上。
从文献US 2007/224498 A1、US 2012/301770 A1和US 2015/035370 A1中各自得知一种牵引电池，该牵引电池由多个电池单元组装而成，其中各个电池单元借助于尼龙锁定件或钩环相互连接。此外，US 2012/301770 A1公开了一种导热板，该导热板被布置在两个电池单元之间，并且用尼龙锁定件被紧固在电池单元上。
从文献US 2018/294503 A1和文献US 2017/144566 A1中各自得知一种牵引电池系统，其中电池单元被布置在两个牵拉件板之间，这些牵拉件板尤其在碰撞时用于保护电池单元。
专利文献US 9,016,765 B1公开了一种用于机动车辆的牵引电池系统，该牵引电池系统包括多个电池单元，借助于电池保护结构相对于行车道保护这些电池单元以避免由于与行车道接触而造成损坏。电池保护结构在牵引电池系统的朝向行车道设计的面上借助于螺栓与该牵引电池系统牢固地连接。为了保护牵引电池，设置有多个电池保护结构。
发明内容
本发明的目的是，给出一种改进的、尤其减少结构空间的用于机动车辆的牵引电池系统。
根据本发明，该目的通过一种具有专利权利要求1的特征的用于机动车辆的牵引电池系统来实现。本发明的具有适宜的且重要的改进方案的有利设计方案在相应的从属权利要求中给出。
根据本发明的用于机动车辆的牵引电池系统包括：牵引电池，该牵引电池被设计成能够以不可运动的方式接纳在该机动车辆的车身中；以及保护结构，该保护结构被布置在该牵引电池与该机动车辆的行车道之间。该保护结构借助于固定系统与该牵引电池连接。根据本发明，该固定系统是能够松脱的固定系统，其中该固定系统被设计成具有阴元件/母件和阳元件/公件，其中该阴元件和该阳元件被设计成相互间实现形状配合连接。即换言之，固定系统由至少两个部分(阴元件和阳元件)构成，其中这两个部分可以形成可松脱的、优选可重复地松脱的形状配合连接。优点在于，以结构空间优化的且在维护情况下可快速松脱的方式将保护结构连接到牵引电池。例如在必须更换牵引电池的电池模块的情况下，由于可快速松脱固定系统，因此可以实现保护结构的快速的并且因此节省成本的拆卸。常见的保护结构借助于多个螺栓或其他不可重复地松脱的连接件被连接到牵引电池或连接到配属于牵引电池的壳体上，对该保护结构的松脱意味着高的时间耗费。即使保护结构可能由于荷载过大而发生的脱离，所提出的固定系统也实现将保护结构重复地连接在牵引电池上。
优选地，该固定系统被设计成尼龙锁定件/钩和毛圈搭扣(Klettverschluss)或压力锁定件/蘑菇搭扣(Druckverschluss)的形式。即换言之，可以实现保护结构与牵引电池之间连接的重复的建立或松脱，同时在松脱连接以及建立连接时的力耗费小。尼龙锁定件或压力锁定件的优点避免了保护结构的所谓的碰撞性能的局部降低，这是因为不必例如像在螺栓连接的情况下在保护结构中设计有构成断裂初始位置的孔。
在另一个设计方案中，该保护结构被设计成板形，由此可以实现保护结构在车身竖轴方向上的较小的延伸尺寸，并且因此可以形成机动车辆的车身的总高度的减小。优选地，由于板形的保护结构，可设想车身的底板的尽可能小的离地间隙。
为了将保护结构固定地接纳在机动车辆上，该保护结构在其周部具有凸边，该凸边用于将保护结构与车身和/或牵引电池牢固地紧固。即换言之，保护结构可以在其周部尤其借助于凸边与车身连接，该凸边构成了一种凸缘。在此，为了固定的连接，可以使用连接元件，例如螺栓。然而由于固定系统，这些螺栓在其数量方面可以减少。
在根据本发明的牵引电池系统的另一个设计方案中，该保护结构在其朝向牵引电池设计的支承面上具有至少一个荷载引入元件。优选地形成多个荷载引入元件。这些荷载引入元件用于对从行车道的方向作用到保护结构上的力进行力吸收，因此至少减小、然而优选阻止朝向牵引电池的力作用。
为了形成阴元件与阳元件之间的固定的连接，安装在保护结构上的元件(阴元件或阳元件)被布置在荷载引入元件的朝向牵引电池设计的接片面上。
固定系统的阴元件和/或阳元件与保护结构和/或牵引电池的材料配合的连接构成了构件与固定系统之间的成本有利的并且能快速实现的连接方案。可以借助于粘合材料以材料配合的连接实现特别成本有利的牵引电池系统。
在根据本发明的牵引电池系统的另一个设计方案中，该保护结构被紧固在该牵引电池的电池模块上。这意味着，形成牵引电池系统的优选低的高度，原因在于由于直接连接保护结构而可以省去电池模块与保护结构之间的中间元件。电池模块通常被接纳在牵引电池的电池壳体中，该电池壳体除了其侧面外，还具有朝向上方封闭壳体的盖板以及朝向下方封闭壳体的底板。通常，为了避免电池模块的损坏，底板被实施成具有一定的厚度，因此呈螺栓或销或铆钉形式的连接元件可以形成保护元件与牵引电池的固定的连接。由于尤其在尼龙锁定件的情况下被实施成不进入底板中的固定系统，因此底板要么在其厚度方面可以显著地减小，要么可以省去底板，如在所提出的设计方案中实现的。在保护结构具有至少一个荷载引入元件的情况下，在降低牵引电池系统的总高度并且因此结构空间的同时至少保持所谓的碰撞性能不变，根据荷载引入元件的实施方式甚至提高了所谓的碰撞性能。
在根据本发明的牵引电池系统的另一个设计方案中，该固定系统的固定点在该保护结构和该牵引电池上大面积地形成。即换言之，固定系统的固定点以优选均匀分布的方式在保护结构的大面积上形成。优点在于，在通过固定系统将保护结构以大面积分布的方式连接到牵引电池时，声学得以改进，由此避免振动倾向并且因此还避免保护结构的脱离。
因此可以实现成本有利的和结构空间优化的用于机动车辆的牵引电池系统，该牵引电池系统尤其在电池模块承载荷载并且省去电池箱的车辆结构方式中使保护结构可以仅在其边缘区域中连接到车身，其中由于固定系统而阻止了保护结构的与机动车辆的运行荷载相关联的变形。
附图说明
从下面对优选实施例的描述并且借助于附图来获得本发明的其他优点、特征和细节。在不偏离本发明的框架的情况下，以上在说明书中提及的特征和特征组合以及下文在附图说明中提及的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合，不仅可以按相应给出的组合使用，而且还可以按其他的组合来使用或单独使用。相同的附图标记被分配给相同的或功能相同的元件。在附图中：
图1以截面图示出了根据本发明的牵引电池系统的局部，并且
图2以透视图示出了牵引电池系统的电池保护结构。
具体实施方式
在图1中以截面示出了根据本发明的用于机动车辆2的牵引电池系统1的局部。机动车辆2具有(未详细展示的)车身，该车身被设计成接纳牵引电池系统1。牵引电池系统1的牵引电池3包括多个电池模块4，这些电池模块各自具有(未详细展示的)多个电池单元，其中多个电池单元被接纳在电池模块4的模块壳体14中。
牵引电池3被设计成长方体的形状，其中该牵引电池以至少在其侧面以及其朝向车身形成的顶面被车身限界的方式被接纳在车身的空腔中。在(未详细展示的)另一个实施例中，牵引电池3具有电池壳体，该电池壳体被设计成接纳电池模块4。
在牵引电池3的背离顶面形成的底面上，该牵引电池借助于保护结构6相对于机动车辆2的行车道被覆盖。即换言之，在行车道与牵引电池3之间至少布置有保护结构6。在所示的实施例中，保护结构6被直接地布置在模块壳体14上。然而在牵引电池3具有电池壳体的情况下，保护结构还可能被布置在该电池壳体上。牵引电池3同样还可能以具有电池壳体或没有电池壳体的方式被放置在车身的接纳装置中，该接纳装置在牵引电池3的周部上完全包围该牵引电池，其中保护结构6被布置在接纳装置的朝向行车道5的面上。
保护结构6被构造成板形，并且具有多个荷载引入元件7，这些荷载引入元件具有u形的或v形的轮廓8。为了改善荷载吸收，荷载引入元件7的支腿15优选地被实施成相对于荷载引入元件7的朝向牵引电池3形成的、将支腿15相互连接的元件接片16成角度，其中在元件接片16与支腿15之间形成角度α，该角度具有大于90°的值。
保护结构6具有支承荷载引入元件7的接纳板9，该接纳板在其外周由相对于具有荷载引入元件7的支承面10朝向牵引电池3隆起的凸边11定界。凸边11具有多个接纳开口12，这些接纳开口用于接纳(未详细展示的)紧固件、优选可松脱的紧固件、尤其螺栓。
在图1和图2中示出的这个实施例中，保护结构6借助于紧固件被紧固在机动车辆2的车身上。这个紧固方式优选在如下车辆结构方式中使用，即电池模块4被设计成承载荷载并且省去被设计成用于接纳电池模块4的电池壳体。保护结构6同样还可能被牢固地紧固在电池模块4上或此外还被牢固地紧固在车身上。
为了避免保护结构6在朝向行车道5的方向上弯曲(例如在机动车辆2的运行荷载较高时)，保护结构6借助于建立可松脱的连接的固定系统13连接在电池模块4上，其中固定系统13在本实施例中被设计成尼龙锁定件的形式。将保护结构6连接在电池模块4上实现了由牵引电池3和保护结构6组成的牵引电池系统1在车身竖轴的方向上的延伸尺寸的减小。在(未详细展示的)另一个实施例中，以压力锁定件的形式实现固定系统13。
示例性的固定系统13在原则上的突出之处在于，要连接的元件(保护结构6和示例性地电池模块4)中的一个元件具有固定系统13的阴元件，并且另一个元件具有固定系统13的阳元件。即换言之，电池模块4要么可以具有阴元件、要么可以具有阳元件，并且为了实现连接，保护结构6因此可以具有阳元件或阴元件。
固定系统13的突出之处还在于，阴元件被设计成与阳元件可重复地松脱地连接，其中在阴元件与阳元件之间获得形状配合连接。在施加一定力时，形状配合连接分开，其中，在这两个元件以及因此固定系统13不存在缺陷的情况下，可以实现连接的再次建立。
在本实施例中使用的尼龙锁定件13被设计成带形，其中固定系统13的元件(阴元件和阳元件)借助于材料配合的连接(优选用粘合材料)与对应的构件(电池模块4和保护结构6)连接。
固定系统13的安装在保护结构6上的元件例如可以被材料配合地紧固在支承面9或荷载引入元件7上。自然，该元件还可以被紧固在支承面9和荷载引入元件7上。有利地，固定系统13的安装在保护结构6上的元件被定位在元件接片16的与电池模块4相对的接片面17上。
为了避免保护结构6弯曲，固定系统13的元件优选地被设置在接纳板9的中部区域中。固定系统13的固定点18的数量取决于保护结构6的尺寸以及固定系统13的阴元件与阳元件之间的结合力。固定系统13的固定点18在保护结构6和牵引电池3上大面积地形成。
固定系统13的与保护结构6相对的元件同样用粘合材料被紧固在电池模块4上，该元件在本实施例中同样被设计成带形。该元件同样还可以与电池箱、电池底部、电池壳体或电池模块壳体连接。因此该元件在电池侧、优选与保护结构6相对地安装。

Claims (8)

1.一种用于机动车辆的牵引电池系统，该牵引电池系统包括：牵引电池(3)，该牵引电池被设计成能够以不可运动的方式接纳在该机动车辆(2)的车身中；以及保护结构(6)，该保护结构被布置在该牵引电池(3)与该机动车辆(2)的行车道(5)之间，其中该保护结构(6)借助于固定系统(13)与该牵引电池(3)连接，
其特征在于，
所述固定系统(13)是能够松脱的固定系统(13)，其中，所述固定系统(13)被设计成具有阴元件和阳元件，该阴元件和该阳元件被设计成相互间实现形状配合连接，其中，保护结构(6)在其朝向该牵引电池(3)设计的支承面(9)上具有多个荷载引入元件(7)，所述荷载引入元件在横向于其长度方向的方向上间隔开地并排布置，
所述荷载引入元件具有u形的或v形的轮廓(8)并具有两个支腿(15)和将这两个支腿(15)相互连接的元件接片(16)，这两个支腿(15)相对于所述支承面(9)形成高度；
其中，在元件接片(16)与支腿(15)之间形成角度α，该角度具有大于90°的值；
阴元件或阳元件被布置在荷载引入元件(7)的朝向牵引电池(3)设计的接片面(17)上。
2.根据权利要求1所述的牵引电池系统，
其特征在于，
所述固定系统(13)被设计成尼龙锁定件或压力锁定件的形式。
3.根据权利要求1或2所述的牵引电池系统，
其特征在于，
保护结构(6)被设计成板形。
4.根据前述权利要求之一所述的牵引电池系统，
其特征在于，
保护结构(6)在其周部具有凸边(11)，该凸边用于将保护结构(6)与车身和/或牵引电池(3)牢固地紧固。
5.根据前述权利要求之一所述的牵引电池系统，
其特征在于，
固定系统(13)的阴元件和/或阳元件与保护结构(6)和/或牵引电池(3)材料配合地连接。
6.根据权利要求5所述的牵引电池系统，
其特征在于，
所述材料配合的连接借助于粘合材料实现。
7.根据前述权利要求之一所述的牵引电池系统，
其特征在于，
保护结构(6)被紧固在牵引电池(3)的电池模块(4)上。
8.根据前述权利要求之一所述的牵引电池系统，
其特征在于，
固定系统(13)的固定点(18)在保护结构(6)和牵引电池(3)上大面积地形成。
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