CN113039678A - 用于电池模块的盖、电池模块装置以及电池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于电池模块(12)尤其电动车辆中的电池模块的盖(14),所述盖包括覆盖部段(18)和接片(20),所述覆盖部段用于将盖(14)在极侧紧固在电池模块(12)上,并且所述接片被提供在覆盖部段(18)的相对端部处并且相对于覆盖部段(18)倾斜地设置,在盖(14)的安装在电池模块(12)处的状态中,所述接片从覆盖部段(18)在远离电池模块(12)的方向上延伸。
Description
技术领域
本发明涉及用于电池模块的盖、具有这种盖的电池模块装置以及具有用于电动车辆的至少两个电池模块装置的电池。
背景技术
当前,电动车辆应理解为电驱动的车辆、尤其纯电驱动的车辆或混合动力车辆。这种车辆配备有呈电池的形式的电储能器,例如配备有牵引电池或驱动电池,所述电池存储并提供对于行驶运行所需的电能。电池也称为蓄电池。在此通常涉及电化学蓄电池,尤其涉及锂离子蓄电池。
这种电池通常不构造为整块,而是由彼此电连接的多个电池单元以模块化的方式构造。对于电池系统在电动车辆中的构造对应已知的是,应将电池单元设置在电池模块中,并且将所述电池模块组装成电池。这提升了电池系统的可配置性,并且可以实现使用比较成本更有利的标准电池单元。这种电池系统还可以包括接纳电池模块的壳体、电接线和电池管理系统。
在本公开的范围内,电池单元理解为电化学存储单元、优选地次级单元。术语“单元”在部件的物理外观方面可以理解为最小的可接触的结构单元。与此相对,电池模块理解为组合多个电池单元的结构单元。对应地,电池或电池系统理解为由一个或多个连接在一起的电池模块构造的结构单元。电池或电池系统优选地设置用于在电动车辆中使用,但是所述电池或所述电池系统也可以在其他车辆或其他应用领域中使用。
从现有技术中已知用于在电动车辆中使用的电池模块,在所述电池模块中,多个连接在一起的电池单元设置在接纳容器或壳体中,并且借助于由塑料构成的板状的盖在极侧被覆盖。这种盖通常平坦地构成,并且设有用于电池单元的极的两个凹部。
发明内容
基于已知的现有技术,本发明的目的是提出一种用于电动车辆中的电池模块的改进的盖。此外,应提供一种具有这种盖的电池模块装置和一种具有这种盖的电池。
这通过具有权利要求1的特征的用于电池模块的盖、具有权利要求12的特征的电池模块装置和具有权利要求13的特征的电池来实现。有利的改进方案从从属权利要求中得出。
对应地,提出一种用于电池模块的盖,所述盖包括用于将盖在极侧紧固在电池模块上的覆盖部段以及被提供在覆盖部段的相对端部处的且相对于覆盖部段倾斜地设置的接片。在盖的安装在电池模块处的状态中,接片从覆盖部段在远离电池模块的方向上延伸。
在在此提出的解决方案中,设置在覆盖部段的相对置的端部处的接片可以实现,盖相对于从现有技术中已知的装置具有更高的功能,从而可以有助于改进地设计包括电池模块的电池。
特别地,通过接片设置在相对置的端部处并且相对于覆盖部段倾斜地设置的方式,所提出的盖满足机械的保护部件的功能,所述机械的保护部件保护紧固在其上的电池模块免受过度高的弯矩和扭矩的影响。更确切的说,这通过如下方式实现:接片的所提出的设计方案引起盖的横截面中的平面转动惯量的提升,从而盖具有提升的机械强度,尤其具有相对于作用在盖和电池模块上的弯曲负荷和扭转负荷的提升的机械强度。这可以引起电池模块的提升的运行安全性和改进的保护。因此,此外可以更小地缩放或至少部分地取消电池中的确保电池的机械强度和稳定性的其他部件。对应地,所提出的盖可以有助于包括电池模块的电池的重量优化和力流优化的设计方案。
替选地或附加地,接片可以分别形成法兰并且用于将机械地耦联在其上的电池模块固定和保持在电池内。当前,“法兰”理解为设立用于将盖与贴靠在法兰处的电池部件机械地连接的连接元件。在此,法兰可以设置用于,相对于待与法兰连接的电池部件来定位与盖连接的电池模块,并且在其间传输运行力。换言之,所提出的盖可以形成用于电池内的电池模块的保持装置。例如,法兰可以设立用于将与盖机械地耦联的电池模块紧固在电池的承载结构上,例如紧固在电池的壳体上。
替选地或附加地,法兰可以设立用于将盖连同与其机械地耦联的电池模块紧固在相邻的电池模块的另一盖上。换言之,多个电池模块因此可以彼此连接,其中在这种电池系统中,相应的盖形成电池内的承载件结构。
法兰要么可以直接置入到接片中,要么可以包括接片的关于接片的定向再次弯曲地构成的区域。例如,法兰可包括接片的再次直角地向外弯曲的上部区域。然后,在电池模块的运行位置中,法兰水平地延伸,使得可以通过在垂直方向上插入连接机构来实现与相邻地设置的电池模块例如相同构造类型的电池模块的连接或与其他电池部件的连接。
为了将通过接片形成的法兰紧固在邻接于其的电池部件或相邻的电池模块上,可以使用不同的接合方法。例如,法兰可以设立用于,借助于压紧、例如利用螺栓的压紧与邻接于所述法兰的电池部件连接,或者借助于通过成型的接合、例如利用铆钉的通过成型的接合与邻接于所述法兰的电池部件连接。
各个壳体部件、尤其盖在电池模块的其他壳体部件处的附接部同样可以借助于不同的接合方法彼此连接。例如,壳体部件可以借助于压紧、例如利用螺栓的压紧彼此连接,或者借助于通过成型的接合彼此连接、例如借助于铆钉且尤其借助于半空心冲压铆钉彼此连接。
因此,对应地,接片可以满足将电池模块固定和/或保持在电池内、尤其电池壳体内的功能。因此,在所述设计方案中,与从现有技术中已知的配置相比,盖也可以实现其他功能,使得可以对应地至少部分地取消满足所述功能的其他构件,由此可以进一步优化包括电池模块的电池的设计方案。
替选地或附加地,接片还可以满足在安装或维护电池时的用于简化地操作电池模块的安装辅助装置的功能。例如,接片可以提供更容易地抬起电池模块和使所述电池模块更容易地运动的机械的啮合可行性。更确切地说,接片可以设立用于,与安装工具可脱开地达到机械接合、尤其形状配合的接合。替选地或附加地,接片可以形成或包括对于装配工的柄。例如,接片可以具有与安装工具互补的至少一个连接元件,所述连接元件设立用于将盖与安装工具可脱开地机械地连接。例如,连接元件可以与安装工具的与其互补的连接元件形状配合地接合,以便将盖与安装工具机械地连接。以所述方式,可以简化具有或不具有机械地耦联在盖处的电池模块的盖的操作,并且可以对应地对于装配工简化电池的安装或拆卸。
例如,设置在接片处的连接元件可以以贯穿接片的贯通开口的形式被提供,例如以通孔或长孔或冲孔或多边形构成的开口的形式被提供,例如以矩形或正方形或多边形的冲孔的形式被提供,所述冲孔尤其可以与与其互补的连接元件形状配合地接合,例如与呈安装工具的与贯通开口的形状互补地构成的连接销的形式的连接元件形状配合地接合。在一个实施方式中,装配工具可以以对于装配工的柄的形式被提供,所述柄在耦联部位处设有连接销,其中连接销可引入到设置在接片处的贯通开口中,以便使柄与盖形状配合地连接,从而对于装配工简化电池模块的操作。替选地,接片可以设有连接销,并且安装工具可以设有与所述连接销互补的开口。
如上文中所描述的那样,接片设置成,使得所述接片在盖的安装在电池模块处的状态中从覆盖部段在远离电池模块的方向上延伸。在此,接片可以从覆盖部段的第一表面立起,所述第一表面在盖的安装在电池模块处的状态中远离或背离电池模块。第一表面优选地与覆盖部段的第二表面相对地设置,所述第二表面在盖的已安装的状态中贴靠在电池模块处或与所述电池模块相对置。换言之,在盖的已安装的状态中,接片可以从覆盖部段开始远离通过盖与电池模块之间的接触面展开的平面。接片的所述设置确保即使在盖的紧固在电池模块上的状态中也可良好地触及接片。
此外,接片的所提出的设置可以实现,将其他电池部件、例如线缆或线缆束过程可靠地定位和固定在至少一个接片上。为此,可以在至少一个接片处设有用于连接元件、例如呈边缘夹形式的连接元件的至少一个连接部位。连接部位例如可以以至少一个留空部的形式被提供在至少一个接片处。
在此描述的盖可以设置用于在用于电动车辆的电池中应用,然而不限于所述应用。更确切地说,盖也可以在其他车辆的电池中或在用于其他应用领域的电池中使用。
优选地,盖至少部段地由绝缘材料制造,例如由塑料制造。盖的接片和覆盖部段优选地刚性地构成。此外,接片和/或覆盖部段可以由板状的材料构成。
盖尤其可以通过成型板状构件来制造,例如通过弯曲板状构件来制造。为此,板状构件的相对置的端部可以弯曲,其中板状构件的弯曲的端部形成接片,并且板状构件的设置在所述接片之间的部分形成盖的覆盖部段。替选地或附加地,盖可以通过成型来制造,例如通过注塑成型来制造。
盖的接片可以沿着盖的和/或电池模块的纵向侧延伸。当前,盖或电池模块的“纵向侧”理解为盖或电池模块的最长的侧。对应地,盖或电池模块的纵向方向理解为纵向侧沿着其延伸的方向。接片尤其可以沿着纵向侧的长度的至少50%延伸,即沿着纵向侧的长度的至少一半延伸,例如沿着纵向侧的长度的60%、70%、80%、90%或100%延伸。所述设计方案确保盖的高的机械稳定性和强度,尤其在弯矩和扭矩方面确保盖的高的机械稳定性和强度。接片也可以沿着沿盖的纵向侧的小于纵向侧的长度的50%的长度延伸,例如沿着纵向侧的长度的20%延伸。
盖可以构成为,使得在盖的安装在电池模块处的状态中,接片在至少一侧处沿着盖的和/或电池模块的横向方向伸出于电池模块。当前,“横向方向”理解为横向于盖或电池模块的纵向方向的方向。例如,盖可以构成为,使得接片在相对置的侧处分别沿着横向方向伸出于电池模块。对应地,在已安装的状态中,盖沿着横向方向的宽度可以大于电池模块的宽度。替选地,盖的宽度可以基本上对应于电池模块的宽度或者小于电池模块的宽度。
附加地,为了构成法兰,接片的区域也可以再次向外弯曲,以便简化与在其旁边设置的另一电池模块或与其他电池部件的连接。因此,尤其可以通过从上方插入连接机构——例如通过从上方插入螺钉或螺栓——将彼此并排设置的两个电池模块的连接部彼此连接。由此可以简化安装。
替选地或附加地,盖的接片可以沿着盖的和/或电池模块的横向侧延伸。当前,盖或电池模块的“横向侧”理解为横向于其纵向侧延伸的一侧。横向侧对应地沿着盖的和/或电池模块的横向方向延伸。盖的纵向侧和横向侧优选地分别与电池模块的纵向侧和横向侧重合。
如上文中所描述的那样,接片相对于覆盖部段倾斜地设置。更确切地说,接片可以相对于覆盖部段基本上以90°倾斜。接片也可以相对于覆盖部段以大于或小于90°的角度倾斜。
盖可以在横截面中具有U形型廓,其中覆盖部段形成腹板,并且邻接于其的接片形成U形型廓的侧边。在此,在安装在电池模块处的状态中,U形型廓的腹板的处于外部的侧可以贴靠在电池模块处或与所述电池模块相对置。
型廓的通过接片形成的侧边可以在其端部处相对于覆盖部段进一步地倾斜或弯曲,以便例如构成具有C形型廓的盖。这可以进一步改进盖的机械强度和刚性、尤其相对于弯曲负荷和扭转负荷的机械强度和刚性。在C形型廓的情况下,接片的端部可以相对于接片的邻接于覆盖部段的部段例如以90°倾斜或弯曲,从而尤其平行于覆盖部段延伸。在此,对应地,覆盖部段形成腹板,并且接片形成C形型廓的侧边。接片的端部也可以相对于接片的邻接于端部的部段以多于90°倾斜或弯曲。
盖的覆盖部段设立用于在极侧紧固在电池模块上。换言之,盖设立用于紧固在电池模块的设置有所述电池模块的极的一侧上。如已经描述的那样,电池模块的极通常设置在电池模块的共同的侧处。对应地,覆盖部段可以设置用于覆盖电池模块的具有极的侧。电池模块可以具有两个或多于两个的极。覆盖部段的形状可以匹配于电池模块的具有极的侧的形状。对应地,覆盖部段可以具有与电池模块互补的形状。例如,覆盖部段可以板状地构成,并且尤其可以具有平坦的或弯曲的形状。
在一个改进方案中,覆盖部段可以包括与电池模块的结构互补的至少一个形状配合元件、尤其呈凹部的形式的形状配合元件,所述形状配合元件用于相对于电池模块定位盖和/或用于将盖与电池模块形状配合地连接。例如,覆盖部段可以具有用于电池模块的极的至少两个凹部,其中在盖的安装在电池模块处的状态中,极可以设置在凹部中和/或可以穿过凹部伸出。在此,凹部可以形成覆盖部段的形状配合元件。对应地,凹部的形状可以与极的形状互补或与电池模块的设置在极周围的结构互补。凹部尤其可以设立用于与电池模块、尤其与极或电池模块的设置在极周围的结构达到形状配合的接合。设置在极周围的结构例如可以是连接元件,以便将极与电导体、例如高压线缆导电地连接。
凹部的形状可以具有非旋转对称的形状。因此,沿着极和/或凹部的纵向轴线作用的扭矩可以在盖与极之间或在盖与设置在极周围的结构之间传输。凹部例如可以具有多边形、尤其六边形的形状。
此外,提出一种电池模块装置、尤其用于电动车辆的电池模块装置,所述电池模块装置包括电池模块和上文中描述的盖,其中盖在极侧紧固在电池模块上。
因为所提出的电池模块装置包括上文中特定的盖,所以结合盖所描述的特征对应地适用于公开地提出的电池模块装置。
此外,提出一种电池、尤其用于电动车辆的电池,所述电池包括在上文中描述的设计方案的至少两个电池模块装置,所述电池模块装置经由电池模块装置的盖的相对置的接片彼此连接。
因为所提出的电池包括上文中特定的电池模块装置中的至少两个电池模块装置,所以结合电池模块装置和盖在上文中描述的特征对应地适用于公开地提出的电池。
在所提出的电池中,不同的盖的相对置的接片可以彼此贴靠并且力配合地和/或材料配合地彼此连接,尤其借助于半空心冲压铆钉力配合地和/或材料配合地彼此连接。替选地或附加地,电池模块装置的盖的至少一个接片可以与电池的承载结构、例如电池的壳体力配合地和/或材料配合地连接,例如经由铆钉或半空心冲压铆钉力配合地和/或材料配合地连接。
附图说明
通过附图的以下描述详细阐述本发明的优选的其他实施方式。在此示意性地示出:
图1示出具有电池模块和在极侧紧固在电池模块上的盖的电池模块装置。
图2示出处于从电池模块脱开的状态中的在图1中示出的盖;以及
图3示出两个彼此连接的电池模块装置。
具体实施方式
在下文中,根据附图描述优选的实施例。在此,不同附图中的相同的、相似的或相同作用的元件设有相同的附图标记,并且部分地舍弃所述元件的重复描述,以便避免冗余。
图1示出用于在电动车辆的电池中使用的电池模块装置10。电池模块装置10包括电池模块12和在极侧紧固在电池模块上的盖14。电池模块12包括连接在一起的多个电池单元,所述多个电池单元可经由此处未示出的极与消耗器导电地连接。电池单元设置在电池模块壳体16中,盖14在极侧覆盖所述电池模块壳体。
图2示出用于电池模块12的处于从电池模块12脱开的状态中的盖14。盖14包括用于将盖14在极侧紧固在电池模块12上的覆盖部段18以及被提供在覆盖部段18的相对端部处的且相对于覆盖部段18倾斜地设置的接片20,在盖14的安装在电池模块12处的状态中,所述接片从覆盖部段18在远离电池模块12的方向上延伸。
盖12由电绝缘材料制造,例如由塑料制造。接片20沿着盖14和电池模块12的纵向侧并沿着所述盖和所述电池模块的纵向方向X延伸。更确切地说,接片沿着盖14的和电池模块12的纵向侧的长度的基本上90%延伸。盖14沿着盖14的和电池模块12的垂直于纵向方向X和高度方向Z的横向方向Y延伸,使得接片20在盖14的相对的侧处沿着横向方向Y伸出于电池模块12。对应地,盖14沿着横向方向Y的宽度大于电池模块12的宽度。替选地,盖14的宽度可以基本上对应于电池模块12的宽度或小于电池模块的宽度。
接片20相对于覆盖部段18以90°倾斜、尤其弯曲。对应地,盖14在横截面中具有U形型廓,其中覆盖部段14形成腹板,并且邻接于其的接片20形成U形型廓的侧边,并且其中在盖14的安装在电池模块12处的状态中,U形型廓的腹板的处于外部的侧贴靠在电池模块12处。
覆盖部段18包括与电池模块12的结构互补的呈凹部22的形式的两个形状配合元件,所述两个形状配合元件用于相对于电池模块12定位盖14,并且用于将盖14与电池模块12形状配合地连接。更确切地说,凹部22构成为,使得在盖14的安装在电池模块12处的状态中,在所述凹部中分别定位有用于使电池模块12的极与高压线缆导电地连接的在此未示出的连接元件。在此,凹部22的形状与连接元件的外轮廓互补地构成。以所述方式,在安装在电池模块12处的状态中,连接元件与盖14形状配合地接合。更确切地说,凹部22具有呈常规正六边形形状的横截面。
覆盖部段18板状地构成,并且具有与电池模块12的具有极的侧互补的形状。板状的覆盖部段18在其角部的区域中设有四个第一通孔24,螺栓或其他连接机构可引入到所述第一通孔中,以便将盖14与电池模块12力配合地连接。
替代具有圆形横截面的当前通孔24,也可以设有不同地成型的贯通开口,所述贯通开口例如可以构成为长孔或冲孔或多边形构成的开口,例如呈矩形或正方形或多边形的冲孔的形式。
如在图1和2中所示,接片20设有各两个第二通孔26,所述第二通孔提供更容易地抬起电池模块装置10和使所述电池模块装置更容易地运动的机械的啮合可行性。更确切地说,第二通孔26设立用于与安装工具达到形状配合的接合,以便将安装工具与电池模块装置10可脱开地连接。换言之,第二通孔26形成与安装工具互补的连接元件,所述连接元件设立用于将盖14与安装工具可脱开地机械地连接。
此外,盖14的两个接片20中的一个接片在其上端部处设有两个留空部28,所述留空部分别形成用于呈边缘夹形式的连接元件的连接部位,以便将线缆或线缆束过程可靠地固定在盖14上。
在在此示出的实施方式中,接片20分别形成用于将盖14紧固在电池的承载结构上和/或紧固在另一电池模块12的另一盖14上的法兰。换言之,盖14的构成为法兰的接片20用于将与盖14耦联的电池模块12固定且保持在电池内。对应地,盖14形成电池内的承载件结构的一部分。
图3示出在图1和2中示出的两个电池模块装置10,所述两个电池模块装置沿着横向方向Y彼此并排地设置,并且经由彼此贴靠的接片20力配合地彼此连接。为了力配合地连接电池模块装置10,彼此贴靠的接片20借助于在此未示出的半空心冲压铆钉彼此连接。在此,彼此连接的接片20的第二通孔26相对于彼此定向。
只要可应用,在各个实施例中示出的所有单个特征可以彼此组合和/或替换,而不离开本发明的范围。
附图标记列表
10 电池模块装置
12 电池模块
14 盖
16 电池模块壳体
18 覆盖部段
20 接片
22 凹部
24 第一通孔
26 第二通孔
28 留空部
Claims (14)
1.一种用于电池模块(12)尤其电动车辆中的电池模块的盖(14),所述盖包括覆盖部段(18)和接片(20),所述覆盖部段用于将所述盖(14)在极侧紧固在所述电池模块(12)上,所述接片被提供在所述覆盖部段(18)的相对端部处并且相对于所述覆盖部段(18)倾斜地设置,在所述盖(14)的安装在所述电池模块(12)处的状态中,所述接片从所述覆盖部段(18)在远离所述电池模块(12)的方向上延伸。
2.根据权利要求1所述的盖,其特征在于,所述接片(20)分别形成法兰,尤其用于将所述盖(14)紧固在电池的承载结构上和/或紧固在电池模块(12)的另一盖(14)上。
3.根据权利要求1或2所述的盖,其特征在于,所述接片(20)具有与安装工具互补的至少一个连接元件(26),所述连接元件用于将所述盖(14)与所述安装工具能脱开地机械地连接。
4.根据权利要求3所述的盖,其特征在于,所述至少一个连接元件(26)是贯穿所述接片(20)的贯通开口,优选地是通孔或长孔或冲孔或多边形构成的开口。
5.根据上述权利要求中任一项所述的盖,其特征在于,所述接片(20)沿着所述盖(14)的和/或所述电池模块(12)的纵向侧延伸,尤其沿着所述盖(14)的和/或所述电池模块(12)的纵向侧的至少50%、例如90%延伸。
6.根据上述权利要求中任一项所述的盖,其特征在于,在所述盖(14)的安装在所述电池模块(12)处的状态中,所述接片(20)在至少一个侧处沿着所述盖(14)的和/或所述电池模块(12)的横向方向(Y)伸出于所述电池模块(12),其中所述接片(20)能够特别优选地具有用于与电池部件或与相邻的电池模块的另一法兰连接的法兰,其中所述法兰能够优选地相对于所述接片的平面向外弯折地构成。
7.根据上述权利要求中任一项所述的盖,其特征在于,在安装在所述电池模块(12)处的状态中,所述盖(14)沿着所述盖(14)的和/或所述电池模块(12)的横向方向(Y)的宽度大于或等于所述电池模块(12)的宽度。
8.根据上述权利要求中任一项所述的盖,其特征在于,所述接片(20)相对于所述覆盖部段(18)基本上以90°倾斜。
9.根据上述权利要求中任一项所述的盖,其特征在于,所述盖在横截面中具有U形型廓,其中所述覆盖部段(18)形成腹板,并且邻接于所述覆盖部段的接片(20)形成所述U形型廓的侧边,并且其中在所述盖(14)的安装在所述电池模块(12)处的状态中,所述U形型廓的腹板的处于外部的侧贴靠在所述电池模块(12)处或与所述电池模块相对置。
10.根据上述权利要求中任一项所述的盖,其特征在于,所述覆盖部段(18)包括与所述电池模块(12)的结构互补的至少一个形状配合元件(22)、尤其呈凹部的形式的形状配合元件,所述形状配合元件用于相对于所述电池模块(12)定位所述盖(14)和/或用于将所述盖(14)与所述电池模块(12)形状配合地连接。
11.根据上述权利要求中任一项所述的盖,其特征在于,所述覆盖部段(18)具有用于所述电池模块(12)的极的两个凹部(22),其中在安装在所述电池模块(12)处的状态中,所述极设置在所述凹部(22)中和/或穿过所述凹部伸出,并且所述极尤其与所述凹部形状配合地接合。
12.一种电池模块装置(10)、尤其用于电动车辆的电池模块装置,所述电池模块装置具有至少一个电池模块(12)以及根据权利要求1至11中任一项所述的盖(14),所述盖在极侧紧固在所述电池模块(12)上。
13.一种电池、尤其用于电动车辆的电池,所述电池包括至少两个根据权利要求12所述的电池模块装置(10),所述电池模块装置经由所述电池模块装置(10)的盖(14)的相对置的接片(20)彼此连接。
14.根据权利要求13所述的电池,其特征在于,相应的盖(14)的相对置的接片(20)彼此贴靠,并且力配合地和/或材料配合地彼此连接,尤其借助于半空心冲压铆钉力配合地和/或材料配合地彼此连接。
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