CN114342170A - 电池组 - Google Patents

Abstract

一种用于电动货车的电池组，电池组包括箱状外壳、容纳在外壳内的由电池模块构成的堆叠和至少一个支撑元件，由电池模块构成的堆叠包括至少一个热板和若干电池模块，若干电池模块布置成与至少一个热板热接触，以加热/或冷却至少一个电池模块，至少一个支撑元件至少部分地布置在由电池模块构成的堆叠和外壳之间，至少一个支撑元件至少部分地由多孔材料构成并且使电池堆叠相对于外壳支撑。

Description

电池组

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的用于电动货车的电池组。

背景技术

DE102017214023A1以奥迪公司的名义于2019年2月14日公布。它公开了一种电池，电池包括由电池单元构成的堆叠，由电池单元构成的堆叠包括布置为一个位于另一个上方的若干电池单元。为了散热，电池单元各自借助于至少一个热导体与热分配器热耦合，热分配器布置在由电池单元构成的堆叠的端面上并且在热分配器的远离由电池单元构成的堆叠的一侧与散热器热耦合。

EP3327821A1以LG化学公司的名义于2018年5月30日公布。它公开了一种电池模块组件，电池模块组件包括：模块阵列本体，模块阵列本体包括两个或更多个单元模块，单元模块中的每一个包括多个电池单体，单元模块在单元模块的侧面紧密地相互附接的同时被排列；和组合型模块壳体，组合型模块壳体包括通过组合多个板构件而设定的第一空间，和在固定支架被另外地组合到多个板构件中的一个的同时在第一空间中设定的第二空间。此外，下板是端子导热金属板，端子导热金属板的内部形成有中空结构，使得液体冷却剂能够流动通过。

发明内容

本公开内容的目的是改进用于电动货车的电池组领域的技术状态。

本公开内容的一优选变型涉及一种用于电动车辆，特别是电动货车，的电池组，电池组包括箱状外壳，外壳包括底部、顶部以及在底部和顶部之间延伸的至少一个侧面。如果合适，外壳可以是长方体状的。底部、顶部和至少一个侧面可以优选地由金属板制成，以形成外壳的轻质、刚性和坚固的壁。

外壳优选地形成环境密封隔间，以提供对内部环境条件的保护。外壳可以采用多部件设计，从而允许优选地拆卸顶部和/或底部以便于进入内部。密封装置可以布置在外壳的可拆卸壁的闭合边缘处，以形成环境密封隔间。此外，外壳可以用作电池组的承载结构。出于这一原因和其他原因，外壳可以包括紧固装置，紧固装置用于将电池组与电动货车的底盘机械互连。紧固装置可以包括快速释放联接器。附加地或者可替代地，紧固装置可以包括角状挂钩。

由电池模块构成的堆叠被容纳在外壳内，由电池模块构成的堆叠包括至少一个热板和若干电池模块，若干电池模块布置成与至少一个热板热接触，以加热和/或冷却至少一个电池模块。由电池模块构成的堆叠的电池模块和至少一个热板优选地竖向向上堆叠，从而形成至少一个电池堆叠层。外壳可以包括电气接口，电气接口用于将电池模块与电动货车的电驱系统电气互连。至少一个支撑元件至少部分地布置在由电池模块构成的堆叠和外壳之间，至少一个支撑元件至少部分地由多孔材料构成。使用多孔材料是有利的，因为这些材料重量轻。至少一个支撑元件使由电池模块构成的堆叠相对于外壳支撑。支撑元件优选地将由电池模块构成的堆叠与外壳间隔开。

优选地，电池模块相对于彼此由内壳支撑。内壳可以为由电池模块构成的堆叠提供结构稳定性。内壳优选地至少部分地围绕由电池模块构成的堆叠。至少一个热板优选地形成内壳的一部分。当至少两个热板彼此平行布置并且彼此通过至少一个间隔件机械互连时，可以获得良好的效果。电池模块布置在至少两个热板中的每一个的顶部上，电池模块各自热耦合到至少一个热板。至少一个间隔件可以形成为弯曲片材和/或形成为柱。通常，间隔件使用金属，但也可以考虑其他材料，诸如复合纤维材料或塑料。

由电池模块构成的堆叠可以相对于外壳由内壳和至少一个支撑元件支撑。内壳优选地是箱状的，并且由电池模块构成的堆叠优选地相对于外壳由板状支撑元件支撑。当板状支撑元件形成箱状支撑结构时，可以获得良好的效果。如果合适，由板状支撑元件构成的箱状支撑结构围绕和/或包围由电池模块构成的堆叠和/或内壳。箱状支撑结构可以包括至少一个载荷承载表面，至少一个载荷承载表面面向内壳和/或外壳。内壳可以部分地抵靠在箱状支撑结构的至少一个载荷承载表面上。这是有利的，因为从内壳和/或外壳施加在箱状支撑结构上的潜在力可以被分布在一表面上，从而在增加箱状支撑结构与内壳和/或外壳之间的(接触)表面时，减小单位面积上的力。箱状支撑结构中的至少一个开口区段可以提供从电气接口到电池模块的通路。

通常，至少一个支撑元件的多孔材料具有比至少一个热板的材料和/或外壳的材料更低的导热率。这允许支撑元件用作电池模块和外壳之间的隔热体。支撑元件可以包括至少一层，其中这些层可以具有不同的密度和厚度。优选地，支撑元件至少部分地由泡沫制成，然而，诸如蜂巢或塑料材料的其他材料也是可能的。如果合适，所选择的泡沫是弹性的。支撑元件可以包括震动缓冲层和/或振动衰减层。这是有利的，因为由电池模块构成的堆叠被保护为免于从货车底盘传递到电池组外壳的振动/与该振动隔离。

一般而言，至少一个热板包括至少一个流体通道，至少一个流体通道用于使热交换流体流动通过。流体通道可以与可以从外壳的外部接近的热交换流体接口互连。至少一个热板可以由多个连接起来的层构成。流体通道可以由热板的中间层的开口区段形成。热交换流体接口通常布置在外壳的外壁中；然而，取决于应用，其他位置也是可能的。这提供了经由热交换流体接口将热板的至少一个流体通道连接到外部热交换流体回路的可能性。热交换流体接口优选地布置成邻近电气接口。通常，热交换流体接口和电气接口相对于电动货车的向前行驶方向布置在外壳的前表面处。这样，两个接口布置成靠近电动货车的电驱系统，这减少了将电池组连接到电动货车的电驱动装置所需的缆线和/或管道的量。

本公开内容的另一优选变型涉及一种电动货车，电动货车包括紧固装置，紧固装置用于将根据前述权利要求中的至少一项所述的电池组与电动货车的底盘机械互连。紧固装置优选地布置在两个悬臂处。两个悬臂布置在电动货车的底盘处，彼此间隔一距离，以适于在两个悬臂之间接纳电池组。货车的紧固装置可以与电池组的相关紧固装置相互作用，以将电池组与电动货车的底盘机械互连和/或可拆卸地互连。

此外，电动货车可以包括电气接口，电气接口用于将电池组与电动货车的电驱系统电气互连。电动货车可以附加地包括热交换流体回路，电池组的至少一个热板的流体通道可以经由电池组的热交换流体接口连接到该热交换流体回路。

本公开内容可以通过以下条款进行附加地描述：

条款1：一种用于电动货车的电池组，电池组包括：

a)箱状外壳，箱状外壳包括底部、顶部和在底部和顶部之间延伸的至少一个侧面；

b)其中，外壳包括

i.紧固装置，紧固装置用于将电池组与电动货车的底盘机械互连；

ii.电气接口，电气接口用于将电池模块与电动货车的电驱系统电气互连；

c)容纳在外壳内的由电池模块构成的堆叠，由电池模块构成的堆叠包括至少一个热板和若干电池模块，若干电池模块布置成与至少一个热板热接触，以加热和/或冷却至少一个电池模块；和

d)至少一个支撑元件，至少一个支撑元件至少部分地布置在由电池模块构成的堆叠和外壳之间，至少一个支撑元件至少部分地由多孔材料构成并且使电池堆叠相对于外壳支撑。

条款2：根据条款1所述的电池组，其中，电池模块相对于彼此由内壳支撑。

条款3：根据条款2所述的电池组，其中，至少一个热板形成内壳的一部分。

条款4：根据前述条款中的至少一项所述的电池组，其中，至少两个热板彼此平行布置，并且彼此通过至少一个间隔件机械互连。

条款5：根据条款2至4中的至少一项所述的电池组，其中，由电池模块构成的堆叠相对于外壳由内壳和至少一个支撑元件支撑。

条款6：根据前述条款中的至少一项所述的电池组，其中，内壳是箱状的，并且相对于外壳由板状支撑元件支撑。

条款7：根据条款6所述的电池组，其中，板状支撑元件形成箱状支撑结构。

条款8：根据前述条款中的至少一项所述的电池组，其中，紧固装置包括快速释放联接器。

条款9：根据前述条款中的至少一项所述的电池组，其中，紧固装置包括角状挂钩。

条款10：根据前述条款中的至少一项所述的电池组，其中，至少一个支撑元件的多孔材料具有比至少一个热板的材料和/或外壳的材料更低的导热率。

条款11：根据前述条款中的至少一项所述的电池组，其中，支撑元件至少部分地由泡沫制成。

条款12：根据条款11所述的电池组，其中，支撑元件包括震动缓冲层和/或振动衰减层。

条款13：根据前述条款中的至少一项所述的电池，其中，至少一个热板包括至少一个流体通道，至少一个流体通道用于使热交换流体流动通过，所述流体通道与可以从外壳的外部接近的热交换流体接口互连。

条款14：根据条款13所述的电池组，其中，热交换流体接口布置在外壳的外壁中。

条款15：根据条款13或14所述的电池组，其中，热交换流体接口布置成邻近电气接口。

条款16：根据条款13所述的电池组，其中，热交换流体接口和电气接口相对于电动货车的行驶方向布置在外壳的前表面处。

条款17：根据前述条款中的一项所述的电池组，其中，外壳形成环境密封隔间。

条款18：根据前述条款中的一项所述的电池组，其中，由电池模块构成的堆叠的电池模块和至少一个热板竖向向上堆叠，从而形成至少一个电池堆叠层。

条款19：一种电动货车，电动货车包括紧固装置，紧固装置用于将根据前述条款中的至少一项所述的电池组与电动货车的底盘机械互连。

条款20：根据条款19所述的电动货车，其中，紧固装置布置在两个悬臂处，两个悬臂布置在电动货车的底盘处，彼此间隔一距离，以适于在两个悬臂之间接纳电池组。

条款21：根据条款19或20所述的电动货车，其中，电动货车包括电气接口，电气接口用于将电池组与电动货车的电驱系统电气互连。

应当理解，上述总体描述和以下详细描述均呈现实施例，并且意在提供用于理解本公开内容的性质和特征的概述或框架。包括了附图以提供进一步的理解，并且附图被并入本说明书并且构成本说明书的一部分。附图示出了各种实施例，并且与说明书一起用于解释所公开概念的原理和操作。

附图说明

从本文给出的详细描述中将更充分地理解本文描述的发明，并且附图不应被认为限制在所附权利要求中描述的本发明。在附图中：

图1示出了根据本公开内容的电池组的分解图；

图2示出了组装后的、图1的电池组的立体图；

图3示出了由图2中的线A指示的、图2的电池组的剖视图；以及

图4示出了图1的由电池模块构成的堆叠的分解图。

具体实施方式

现在将详细参照某些实施例，这些实施例的示例在附图中示出，在附图中示出了一些特征但不是所有特征。实际上，本文所公开的实施例可以以许多不同的形式实施并且不应被解释为限于本文所阐述的实施例；相反，这些实施例被提供为使得本公开内容将满足适用的法律要求。在任何可能的情况下，相同的附图标记将用于指代相同的组件或部件。

图1和图2示出了本公开内容的变型，其涉及用于电动货车(未示出)的电池组1，电池组1包括箱状外壳2，外壳2包括底部、顶部4以及在底部和顶部4之间延伸的至少一个侧面5。外壳是长方体状的并且包括四个侧面5。底部、顶部4和侧面5由金属板制成，以形成外壳2的轻质、刚性和坚固的壁。

在图3中，示出了环境密封隔间18，环境密封隔间18由封闭外壳2形成以提供对环境条件的保护。顶部4可以从外壳2的其余部分拆卸，外壳2也用作电池组1的承载结构。出于这一原因和其他原因，外壳2包括紧固装置6，紧固装置6用于将电池组1与电动货车的底盘(未示出)机械互连。紧固装置6可以包括由至少一个角状挂钩6形成的快速释放联接器。两个角状挂钩6相对于电动货车的行驶方向布置在外壳2的前表面和后表面上。

图3进一步示出了容纳在外壳2的环境密封隔间18内的由电池模块构成的堆叠8。图4以分解图示出了由电池模块构成的堆叠8，由电池模块构成的堆叠8包括至少一个热板9和若干电池模块10，电池模块10布置成与至少一个热板9热接触，以加热和/或冷却至少一个电池模块10。由电池模块构成的堆叠8的电池模块10和热板9竖向向上堆叠，从而形成至少一个电池堆叠层19。外壳2包括电气接口7，电气接口7用于将电池模块10与电动货车的电驱系统电气互连。图1和图2所示的电气接口7包括布置在外壳2的外壁17上的电连接器半部7。

电池模块10相对于彼此由图1和图4所示的内壳12支撑。内壳为由电池模块构成的堆叠提供了结构稳定性并且包括形成内壳12的一部分的至少一个热板9，如从图1、图3和图4可以看出的。当热板9彼此平行布置并且彼此通过间隔件13机械互连时，可以获得良好的效果。间隔件13是位于电池模块10之间的金属柱，并且每个间隔件13连接两个热板9。

在图1中示出了支撑元件11，支撑元件11布置在由电池模块构成的堆叠8和外壳2之间，其中支撑元件11至少部分地由多孔材料构成。由电池模块构成的堆叠8相对于外壳2由内壳12和至少一个支撑元件11支撑。内壳12是箱状的，并且由电池模块构成的堆叠8相对于外壳由形成箱状支撑结构14的板状支撑元件11支撑。这通过由板状支撑元件11构成的箱状支撑结构14围绕和/或包围由电池模块构成的堆叠8和/或内壳12来实现。内壳12与箱状支撑结构14齐平，并且箱状支撑结构14中的至少一个开口区段提供从电气接口7到电池模块10的通道。

图1和图3所示的至少一个支撑元件11的多孔材料具有比至少一个热板9的材料和/或外壳2的材料更低的导热率。这允许箱状支撑结构14用作电池模块10和外壳2之间的隔热体。支撑元件11由弹性泡沫制成，以用作内壳12和外壳2之间的震动缓冲层和/或振动衰减层。这是有利的，因为由电池模块构成的堆叠8被保护为免于从货车底盘传递到电池组外壳2的振动以及与该振动隔离。

为了对电池模块10提供有效的热调节，每个热板9包括至少一个流体通道15，至少一个流体通道15用于使热交换流体流动通过。这在图4中的由电池模块构成的堆叠8的分解图中可见，图4示出了三层式热板9。拆开的热板9的中间层包括开口，开口用于形成流体通道15。热板9的层由金属制成并且焊接在一起。流体通道15与可以从外壳2的外部接近的热交换流体接口16互连，并且热交换流体接口16布置在外壳2的外壁17中，靠近电气接口7。这提供了经由热交换流体接口16将至少一个热板9的至少一个流体通道15连接到外部热交换流体回路的可能性。通常，热交换流体接口16和电气接口7相对于电动货车的行驶方向布置在外壳2的前表面17处。

确切地说，说明书中使用的词语是描述性词语而不是限制性词语，并且应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下可以进行各种改变。

附图标记列表

1 电池组

2 外壳

3 底部

4 顶部

5 侧面

6 紧固装置

7 电气接口

8 由电池模块构成的堆叠

9 热板

10 电池模块

11 支撑元件

12 内壳

13 间隔件

14 箱状支撑结构

15 流体通道

16 热交换流体接口

17 外壁

18 环境密封隔间

19 电池堆叠层

Claims (21)

1.一种用于电动货车的电池组(1)，所述电池组(1)包括：

a)箱状外壳(2)，所述箱状外壳(2)包括底部(3)、顶部(4)和在所述底部(3)和所述顶部(4)之间延伸的至少一个侧面(5)；

b)其中，所述外壳(2)包括

i.紧固装置(6)，所述紧固装置(6)用于将所述电池组(1)与电动货车的底盘机械互连；

ii.电气接口(7)，所述电气接口(7)用于将电池模块(10)与所述电动货车的电驱系统电气互连；

c)容纳在所述外壳(2)内的由电池模块(10)构成的堆叠，所述由电池模块(10)构成的堆叠包括至少一个热板(9)和若干电池模块(10)，所述若干电池模块(10)布置成与所述至少一个热板(9)热接触，以加热和/或冷却所述至少一个电池模块(9)；和

d)至少一个支撑元件(11)，所述至少一个支撑元件(11)至少部分地布置在所述由电池模块(10)构成的堆叠和所述外壳(2)之间，所述至少一个支撑元件(11)至少部分地由多孔材料构成并且使所述电池堆叠(7)相对于所述外壳(2)支撑。

2.根据权利要求1所述的电池组(1)，其中，所述电池模块(10)相对于彼此由内壳(12)支撑。

3.根据权利要求2所述的电池组(1)，其中，所述至少一个热板(9)形成所述内壳(12)的一部分。

4.根据权利要求1所述的电池组(1)，其中，至少两个热板(9)彼此平行布置，并且彼此通过至少一个间隔件(13)机械互连。

5.根据权利要求2所述的电池组(1)，其中，所述由电池模块(10)构成的堆叠相对于所述外壳(2)由所述内壳(12)和所述至少一个支撑元件(11)支撑。

6.根据权利要求1所述的电池组(1)，其中，所述内壳(12)是箱状的，并且相对于所述外壳(2)由板状支撑元件(11)支撑。

7.根据权利要求6所述的电池组(1)，其中，所述板状支撑元件(11)形成箱状支撑结构(14)。

8.根据权利要求1所述的电池组(1)，其中，所述紧固装置(6)包括快速释放联接器。

9.根据权利要求1所述的电池组(1)，其中，所述紧固装置(6)包括角状挂钩(6)。

10.根据权利要求1所述的电池组(1)，其中，所述至少一个支撑元件(11)的多孔材料具有比所述至少一个热板(9)的材料和/或所述外壳(2)的材料更低的导热率。

11.根据权利要求1所述的电池组(1)，其中，所述支撑元件(11)至少部分地由泡沫制成。

12.根据权利要求11所述的电池组(1)，其中，所述支撑元件(11)包括震动缓冲层和/或振动衰减层。

13.根据权利要求1所述的电池(1)，其中，所述至少一个热板(9)包括至少一个流体通道(14)，所述至少一个流体通道(14)用于使热交换流体流动通过，所述流体通道与能够从所述外壳(2)的外部接近的热交换流体接口(15)互连。

14.根据权利要求13所述的电池组(1)，其中，所述热交换流体接口(16)布置在所述外壳(2)的外壁(16)中。

15.根据权利要求13所述的电池组(1)，其中，所述热交换流体接口(16)布置成邻近所述电气接口(18)。

16.根据权利要求13所述的电池组(1)，其中，所述热交换流体接口(16)和所述电气接口(18)相对于所述电动货车的行驶方向布置在所述外壳(2)的前表面处。

17.根据权利要求1所述的电池组(1)，其中，所述外壳(2)形成环境密封隔间(18)。

18.根据权利要求1所述的电池组(1)，其中，所述由电池模块(10)构成的堆叠的所述电池模块(10)和所述至少一个热板(9)竖向向上堆叠，从而形成至少一个电池堆叠层(19)。

19.一种电动货车，所述电动货车包括紧固装置，所述紧固装置用于将根据前述权利要求中的至少一项所述的电池组(1)与电动货车的底盘机械互连。

20.根据权利要求19所述的电动货车，其中，所述紧固装置布置在两个悬臂处，所述两个悬臂布置在所述电动货车的底盘处，彼此间隔一距离，以适于在所述两个悬臂之间接纳所述电池组(1)。

21.根据权利要求19所述的电动货车，其中，所述电动货车包括电气接口，所述电气接口用于将所述电池组(1)与所述电动货车的电驱系统电气互连。

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