CN113540674A - 蓄电池 - Google Patents

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P·格斯克斯
E·雷默
J·特雷尔
J·温曼
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Abstract

本发明涉及用于机动车辆的蓄电池。蓄电池包括壳体，壳体具有横向于宽度方向对准的两个纵向壁及横向于纵向方向对准的至少两个横向壁。壳体由两个纵向壁和横向壁中的两个对外定界。蓄电池包括至少一个具有多个单独电池的电池组，所述单独电池在堆叠方向上彼此堆叠。电池组在所述壳体中容纳在纵向壁和在纵向方向上彼此相继的横向壁之间。另外，蓄电池包括可供冷却液流过的至少一个冷却装置，所述冷却装置在外侧以热传递方式贴靠在所述纵向壁之一上。根据本发明，相应电池组与被冷却的纵向壁隔热且以热传递方式贴靠在与其相邻的横向壁上。

Description

蓄电池
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的蓄电池。
背景技术
在蓄电池驱动的机动车辆中，蓄电池被用作能量源。蓄电池包括多个具有多个单独电池的电池组，所述多个单独电池相互电连接并且通常布置在电池组壳体中。然后将具有电池组壳体的电池组彼此相邻地布置在蓄电池壳体中并且相互电连接。在例如用于混动车辆中的小型蓄电池的情况下，可能省去单独的电池组壳体。为了提高蓄电池中单独电池的效率，单独电池应在窄小的温度范围内运行。为此，通常对电池组中的单独电池进行温度控制。从DE 10 2009 035492A1中已知例如将冷却板集成在电池组壳体中，流体可以流过所述冷却板。在此，冷却板在一侧上以传热的方式贴靠在单独电池上，以使得可以冷却单独电池。
不利地，通常不能实现对电池组中的单独电池的均匀冷却。取决于冷却板在电池组上的布置，仅在一侧进行热传递或仅在电池组的外部单独电池上进行热传递。在这两种情况下，在单独电池内部和/或在电池组内的单独电池当中产生温差。鉴于此，单独电池的效率和整个蓄电池的效率降低，并且还缩短了蓄电池的寿命。
发明内容
因此，本发明的目的是为普通类型的蓄电池提出改进的实施例或至少可替代的实施例，利用所述实施例克服了所描述的缺点。具体地，将改善对蓄电池中的单独电池的冷却，并实现电池组中均匀的温度分布。
根据本发明，该目的通过本发明的主题解决。
蓄电池被提供用于机动车辆，所述机动车辆可以是电动车辆或混动车辆。蓄电池包括具有两个纵向壁和至少两个横向壁的壳体。在此，纵向壁横向于壳体的宽度方向对准。因此，纵向壁平行于纵向方向对准并且彼此平行。横向壁横向于壳体的纵向方向对准。因此，横向壁平行于宽度方向对准并且彼此平行。在此，所述壳体通过两个纵向壁和所述横向壁中的两个横向壁对外定界。此外，所述蓄电池包括至少一个具有多个单独电池的电池组，所述多个单独电池在堆叠方向上抵靠彼此堆叠。所述单独电池可以是棱柱状电池或袋形电池或圆柱形电池。在此，所述电池组在所述壳体中容纳在所述纵向壁和在所述纵向方向上彼此相继的横向壁之间。换句话说，电池组在宽度方向上邻近于纵向壁布置并且在纵向方向上邻近于相应的横向壁布置。另外，所述蓄电池包括可供冷却液流过的至少一个冷却装置，所述冷却装置在外侧以热传递方式贴靠在所述纵向壁之一上。根据本发明，相应的电池组与所述壳体的被冷却的纵向壁隔热并且以热传递方式贴靠在与其相邻的所述横向壁上。
在根据本发明的电池中，通过绝热防止了被冷却的纵向壁与电池组之间直接且大面积的热传递。因此，贴靠在被冷却的纵向壁上的电池组的单独电池被冷却到比常规更小的程度。然后，冷却装置与电池组之间的热传递经由横向壁进行，并且电池组的两侧均被均匀地冷却。总而言之，在电池组中实现了均匀的温度分布，并且改善了对电池组的冷却。纵向壁和横向壁实际上由热传递材料形成并且彼此以热传递方式连接，以使得可以在冷却液和被冷却的纵向壁之间以及被冷却的纵向壁和横向壁之间。
有利地，电池组可以容纳在壳体中，以使得在相应的电池组中的单独电池的堆叠方向与壳体的宽度方向一致。换句话说，电池组中的单独电池可以横向于宽度方向对准。然后，电池组的相应的单独电池在一侧贴靠在横向壁上并且在另一侧贴靠在另一横向壁上，并且在两侧被冷却。可替代地，电池组可以容纳在壳体中，以使得在相应的电池组中的单独电池的堆叠方向与壳体的纵向方向一致。换句话说，电池组中的单独电池可以横向于纵向方向对准。然后，电池组的位于外部的单独电池贴靠在横向壁上，并且在其整个区域上被冷却。
在蓄电池的有利实施例中，规定在相应的被冷却的纵向壁与所述至少一个电池组之间布置有由绝热材料制成的隔热元件。在此，隔热元件在一侧贴靠在所述至少一个电池组上并且在另一侧贴靠在相应的被冷却的纵向壁上。绝热材料可以是例如绝热塑料或绝热塑料泡沫。在此，隔热元件可以固定(例如胶粘)到被冷却的纵向壁上或电池组上。有利地，隔热元件可以是隔热板。然后，可以通过隔热板完全填充所述至少一个电池组与相应的被冷却的纵向壁之间的区域。可替代地，隔热元件可以具有肋结构，所述肋结构具有彼此间隔开的多个肋。然后，在所述至少一个电池组和相应的被冷却的纵向壁之间的区域中，可以在肋之间形成填充有环境空气的多个绝热部分区域。
在该实施例中，可以通过导热膏或通过导热板来改善横向壁与电池组之间的热传递。为此，导热膏或导热板可以布置在相应的横向壁和电池组之间的区域中。导热板实际上由导热材料形成并且可以包括肋结构或封闭的板结构。
在蓄电池的替代实施例中规定，电池组容纳在由绝热材料制成的支撑保持架中。绝热材料可以是绝热塑料或绝热塑料泡沫。在此，支撑保持架包括各自朝向相应的纵向壁的保持架纵向壁，所述保持架纵向壁为框架状或网格状或封闭的。换句话说，支撑保持架包括彼此相对定位的两个保持架纵向壁，所述两个保持架纵向壁邻近于相应的纵向壁布置。另外，支撑保持架包括各自朝向相应的横向壁的保持架横向壁，所述保持架横向壁具有打开的传热区域。换句话说，支撑保持架包括彼此相对定位的两个保持架横向壁，所述两个保持架横向壁邻近于相应的横向壁布置。
支撑保持架中的电池组通过保持架纵向壁与纵向壁隔热，以使得防止相应的被冷却的纵向壁上的电池组和单独电池过冷。因此，根据上述实施例，支撑保持架中的保持架纵向壁代表隔热元件。相比之下，电池组经由保持架横向壁的打开的传热区域以热传递方式连接到横向壁。因此，冷却装置与电池组之间的热传递可以经由横向壁进行。支撑保持架可以包括底部，并且因此形成容纳有具有单独电池的电池组的稳定的壳体结构。这种支撑保持架可以促进单独电池的堆叠以形成电池组以及电池组在壳体中的组装。
有利地，传热区域可以形成在保持架横向壁的中央，并且由保持架横向壁的环绕边缘相对于纵向方向成径向地定界。在该实施例中，支撑保持架仅在边缘侧上在保持架横向壁处包绕电池组，以使得不防止通过支撑保持架的绝热材料的热传递。有利地，在所述电池组和所述相应的相邻横向壁之间的所述保持架横向壁的所述打开的传热区域可以填充有导热膏。可替代地，具有肋结构或封闭的板结构的由导热材料制成的填充板可以布置在电池组和相应的相邻横向壁之间的保持架横向壁的打开的传热区域中。在此可设想的是，保持架和填充板体现为混合部件。可以通过导热膏或填充板来改善相应的横向壁与电池组之间的热传递。
有利地可以规定，所述纵向壁和所述横向壁一体地形成为壳体轮廓。壳体轮廓可以例如通过挤压制造。所述壳体另外可以包括两个盖板，所述两个盖板横向于所述高度方向对外定界所述壳体，并且连接到所述壳体轮廓。例如，盖板可以焊接或螺纹连接或胶粘到壳体轮廓上。取决于盖板的布置，盖板在壳体中形成底部和盖。因此，壳体可以在所有侧面上对外定界，并且因此可以将相应的电池组牢固地容纳在壳体中。
有利地可以规定，壳体由诸如例如压铸件的铸件形成。在此，壳体的纵向壁和横向壁可以与壳体的底部一体地形成为壳体部分。另外，所述壳体可以包括盖板，所述盖板横向于所述高度方向对外定界所述壳体部分，并且连接到所述壳体部分。壳体部分和盖板可以一起或单独由诸如例如压铸件的铸件形成。
可替代地，横向壁和纵向壁可以由板形成并且例如通过焊接来彼此牢固地连接以形成板结构。可替代地，纵向壁和横向壁可以形成为挤压部件并且例如通过焊接来彼此固定。然后，上述两个盖板固定到板结构上或相应地固定到牢固连接的挤压部件上。
有利地，蓄电池可以包括多个电池组和多个横向壁。然后，每个电池组布置在纵向方向上彼此相继的两个横向壁之间并且以热传递方式贴靠在它们上。在此，单独的横向壁各自横向于纵向方向并且彼此平行地对准。然后，位于外部的两个横向壁对外横向于纵向方向定界所述壳体，并且其余的横向壁布置在壳体的内部空间内。通过其余的横向壁，内部空间被分成多个单独的空间，其中在相应的单独的空间中各自容纳多个电池组中的一个。有利地，用于控制蓄电池或多个电池组的电子单元也可以容纳在单独空间中的一个中。内部空间内的横向壁另外使蓄电池的壳体变硬，以使得壳体具有更好的碰撞性能。
有利地可以规定，所述冷却装置以整个表面区域位于所述相应的纵向壁上，并且材料结合到所述相应的纵向壁上。因此，冷却装置可以例如摩擦焊接或激光焊接或胶粘或惰性气体焊接到纵向壁上。另外，至少一个冷却通道可以形成在冷却装置中，所述冷却通道朝向相应的纵向壁打开并且通过相应的纵向壁对外部封闭。换句话说，相应的纵向壁被冷却液直接撞击，并且因此，可以改善冷却液和相应的纵向壁之间的热传递。有利地，蓄电池可以包括两个冷却装置，每个冷却装置在外侧以热传递方式贴靠在一个纵向壁上。实际上，然后至少一个电池组与纵向壁中的每一个隔热。
本发明的其他重要特征和优点从附图中且从借助于附图的关联图描述中得出。
应理解，在不脱离本发明的范围的情况下，以上所提及的特征和以下仍有待解释的特征不仅可以所规定的相应组合使用，而且还可以其他组合或孤立地使用。
附图说明
在附图中示出本发明的优选示例性实施例，并在以下描述中更详细解释优选示例性实施例，其中相同的附图标记涉及相同或类似或功能上相同的部件。
在不同情况下示意性地示出
图1是根据本发明的蓄电池的壳体的视图；
图2是根据本发明的具有容纳的电池组的蓄电池的壳体的视图；
图3是根据本发明的具有电池组的蓄电池的壳体的剖视图；
图4是根据本发明的蓄电池的壳体的剖视图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的用于电动车辆或混动车辆的蓄电池1的壳体2的视图。图4示出根据本发明的蓄电池1的壳体2的剖视图。在壳体2中，定义了彼此垂直地对准的纵向方向LR、宽度方向BR和高度方向HR。壳体2包括横向于宽度方向BR对准的两个纵向壁3，并且在该示例性实施例中包括横向于纵向方向LR对准的6个横向壁4。各个横向壁4彼此平行且间隔开地对准。通过横向壁4，蓄电池1的壳体2被加固并且因此而具有更好的碰撞性能。壳体2由位于外部的两个横向壁和两个纵向壁3对外定界。位于内部的四个横向壁4布置在壳体2的内部空间4中，因此，内部空间5被分成彼此相同的四个单独空间6a和更大的单独空间6b。单独空间6a被设置用于容纳电池组，并且单独空间6b被设置用于容纳电子单元。
纵向壁3和横向壁4一体地形成为挤压的壳体轮廓8。实际上，壳体轮廓8由导热材料(例如金属)制成。另外，壳体2包括两个盖板7a和7b，所述两个盖板7a和7b横向于高度方向HR对外定界该壳体2。为了清楚起见，在图1中示出了没有盖板7a的壳体1。盖板7a和7b连接到壳体轮廓8，并且例如可以被焊接或螺纹连接或胶合到壳体轮廓8。盖板7a和7b彼此相同，并且在壳体2中形成盖子和底部。具有一体的壳体轮廓8并且具有相同的盖板7a和7b的壳体2以特别简单且成本有效的方式构造。
另外，在该示例性实施例中，蓄电池1包括两个相同的冷却装置9，冷却液可流过每个冷却装置。相应的冷却装置9在外侧以其整个表面区域以热传递方式贴靠在相应的纵向壁3上，并且仅在单独的空间6a上延伸。冷却装置9材料结合到相应的纵向壁3上，并且可以摩擦焊接或激光焊接或胶粘到纵向壁上。在相应的冷却装置9中形成冷却通道10，冷却液在所述冷却通道10中从相应的纵向壁3上的入口11a被引导到出口11b。
图2示出具有电池组12的壳体2的视图。图3示出具有容纳的电池组12中的一个的壳体2的分解图。在该示例性实施例中，蓄电池1包括分别容纳在单独的空间6a中的总共四个电池组12。因此，相应的电池组12布置在纵向壁3之间以及在纵向方向LR上彼此相继的两个横向壁4之间。在此，相应的电池组12包括在堆叠方向ST上堆叠的多个单独电池13。在该示例性实施例中，堆叠方向ST对应于壳体2的宽度方向BR。因此，单独电池横向于宽度方向BR对准。
参考图3，相应的电池组12被容纳在由绝热材料、例如塑料或塑料泡沫制成的支撑保持架14中。在此，支撑保持架14包括彼此相对定位的两个保持架纵向壁15，其面对壳体2的相应的纵向壁3。另外，支撑保持架14包括彼此相对定位的两个保持架横向壁16，其面对壳体2的相应的横向壁4。保持架纵向壁15是封闭的，以使得电池组12的单独电池13与相应的被冷却的纵向壁3隔热。相反，在相应的保持架横向壁16中，形成打开的传热区域17。在保持架横向壁16上，支撑保持架14通过环绕的边缘18，即仅在边缘侧上包绕电池组12。在保持架横向壁16的打开的传热区域17中，布置导热材料的填充板19。可替代地，保持架横向壁16的打开的传热区域17可以填充有导热膏。
参考图4，具有支撑保持架14的电池组12布置在壳体2的相关联的单独的空间6a中。保持架纵向壁15位于相应的被冷却的纵向壁3与电池组12之间或相应的被冷却的纵向壁3与电池组12的单独电池13之间。支撑保持架14及其保持架纵向壁15是隔热的，以使得电池组12或电池组12的单独电池13与相应的被冷却的纵向壁3隔热。保持架横向壁16位于相应的横向壁4与电池组12之间或相应的横向壁4与电池组12的单独电池13之间。保持架横向壁16的传热区域17中的填充板19是导热的，以使得横向壁4导热地连接到电池组12或电池组12的单独电池13。
如图4中的虚线所示，在蓄电池1中，防止了被冷却的纵向壁3与电池组12之间的直接且大表面积的热传递。如图4中的箭头所示，通过横向壁实现热传递。总体上，因此可以防止电池组12的外部单独电池13的过冷，并且实现了电池组12中的单独电池13的均匀且有效的冷却。

Claims (10)

1.一种用于机动车辆的蓄电池(1)，
其中所述蓄电池(1)包括壳体(2)，所述壳体(2)具有横向于宽度方向(BR)对准的两个纵向壁(3)和横向于纵向方向(LR)对准的至少两个横向壁(4)，
其中所述壳体(2)由所述两个纵向壁(3)和所述横向壁(4)中的两个横向壁对外定界，
其中所述蓄电池(1)包括至少一个具有多个单独电池(13)的电池组(12)，所述单独电池(13)在堆叠方向(ST)上抵靠彼此堆叠，
其中所述电池组(12)在所述壳体(2)中容纳在所述纵向壁(3)和在所述纵向方向(LR)上彼此相继的所述横向壁(4)之间，并且
其中所述蓄电池(1)包括能够供冷却液流过的至少一个冷却装置(9)，所述冷却装置(9)在外侧以热传递方式贴靠在所述纵向壁(3)之一上，
其特征在于，
相应的所述电池组(12)与所述壳体(2)的被冷却的纵向壁(3)隔热并且以热传递方式贴靠在与其相邻的所述横向壁(4)上。
2.根据权利要求1所述的蓄电池，其特征在于，在相应的所述被冷却的纵向壁(3)和所述至少一个电池组(12)之间布置有由绝热材料制成的隔热元件，并且所述隔热元件在一侧贴靠在所述至少一个电池组(12)上，并且在另一侧贴靠在相应的所述被冷却的纵向壁(3)上。
3.根据权利要求2所述的蓄电池，其特征在于，
所述隔热元件是隔热板，以使得所述至少一个电池组(12)和相应的所述被冷却的纵向壁(3)之间的区域被所述隔热板完全填充，或者
所述隔热元件具有肋结构，所述肋结构具有彼此间隔开的多个肋，以使得在所述至少一个电池组(12)和相应的所述被冷却的纵向壁(3)之间的区域中形成填充有环境空气的多个绝热部分区域。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的蓄电池，其特征在于，所述电池组(12)容纳在由绝热材料制成的支撑保持架(14)中，其中所述支撑保持架(14)朝向相应的所述纵向壁(3)分别具有框架状或网格状或封闭的保持架纵向壁(15)，并且朝向相应的所述横向壁(4)分别具有带有打开的传热区域(17)的保持架横向壁(16)。
5.根据权利要求4所述的蓄电池，其特征在于，所述传热区域(17)形成在所述保持架横向壁(16)的中间，并且由所述保持架横向壁(17)的环绕边缘(18)相对于所述纵向方向(LR)成径向地定界。
6.根据权利要求4或5所述的蓄电池，其特征在于，
在所述电池组(12)和相应的相邻横向壁(4)之间的所述保持架横向壁(16)的所述打开的传热区域(17)填充有导热膏，或者
在所述保持架横向壁(16)的所述打开的传热区域(17)中，在所述电池组(12)和所述相应的相邻横向壁(4)之间，布置有由导热材料制成的填充板(19)，所述填充板(19)具有肋结构或具有封闭的板结构，其中所述填充板和所述保持架优选形成为连续的混合部件。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的蓄电池，其特征在于，相应的所述电池组(12)中的所述单独电池(13)的所述堆叠方向(ST)与所述壳体(2)的所述宽度方向(BR)一致。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的蓄电池，其特征在于，
所述纵向壁(3)和所述横向壁(4)一体地形成为壳体轮廓(8)，并且
所述壳体(2)包括两个盖板(7a、7b)，所述两个盖板(7a、7b)横向于所述高度方向(HR)对外定界所述壳体(2)，并且连接到所述壳体轮廓(8)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的蓄电池，其特征在于，
所述冷却装置(9)以整个表面区域位于相应的纵向壁(3)上，并且材料结合到所述相应的纵向壁(3)上，并且
在所述冷却装置(9)中形成至少一个冷却通道(10)，所述冷却通道(10)朝向所述相应的纵向壁(3)打开并且由所述相应的纵向壁(3)对外部封闭。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的蓄电池，其特征在于，
所述蓄电池(1)包括两个冷却装置(9)，每个冷却装置在外侧以热传递方式贴靠在一个纵向壁(3)上，并且至少一个电池组(12)与所述纵向壁(3)中的每一个隔热，并且/或者
所述蓄电池(1)包括多个电池组(12)和多个横向壁(4)，其中每个电池组(12)各自布置于在所述纵向方向(LR)上彼此相继的两个横向壁(4)之间并且以热传递方式贴靠在所述横向壁上。
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