CN114930629A - 带有保护罩的电池壳体、电池和机动车 - Google Patents

带有保护罩的电池壳体、电池和机动车 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的电池的电池壳体(1)，所述电池壳体设计成用于容纳电池的至少一个电池单体，并且所述电池壳体具有：‑膜状的至少一个排气元件(6)，所述排气元件布置在电池壳体(1)的壳体壁(2)上并且设计成用于，在所述至少一个电池单体的热气体排出到电池壳体(1)的内部空间(3)中时发生屈服，并且在这种情况下释放壳体壁(2)中的排气开口(4)以用于将热气体从内部空间(3)排放到电池壳体(1)的周围环境(5)中；以及‑至少一个保护罩(7)，所述保护罩为了保护所述至少一个排气元件(6)免受周围环境影响而在壳体壁(2)的外侧上与所述至少一个排气元件(6)重叠地布置，并且所述保护罩通过保持装置(8)固定在壳体壁(2)上，其中，保持装置(8)设计成用于，在热气体经由所述至少一个排气元件(6)排放时发生屈服，并且将保护罩(7)完全与排气开口(4)脱离。

Description

带有保护罩的电池壳体、电池和机动车
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的电池的电池壳体，所述电池壳体设计成用于容纳电池的至少一个电池单体，并且所述电池壳体具有膜状的至少一个排气元件，所述排气元件布置在电池壳体的壳体壁上并且设计成用于，在所述至少一个电池单体的热气体排出到电池壳体的内部空间中时发生屈服，并且在这种情况下释放壳体壁中的排气开口以用于将热气体从内部空间排放到电池壳体的周围环境中。本发明还涉及电池和机动车。
背景技术
当前关注的是用于机动车的电池，所述电池例如可以用作可电驱动的机动车的牵引电池。这种电池通常具有大量的电池单体，这些电池单体布置在电池的电池壳体的内部空间中。在其中一个电池单体发生故障的情况下，例如在电池单体内部短路时，可以该电池单体可以执行紧急排气，其方式为，该电池单体使热气体从其电池单体壳体释放到电池壳体的内部空间中。为了从内部空间导出热气体，电池壳体通常具有至少一个排气元件，该排气元件布置在电池壳体的壳体壁上。这样的排气元件可以是爆裂膜，该爆裂膜在热气体出现在内部空间中时屈服、例如撕裂或爆裂，从而释放壳体壁中的排气开口，以用于将热气体排放到电池的周围环境中。
为了能够可靠地排放热气体，这种膜状的排气元件具有高灵敏度。然而，由此膜状排气元件也可能由于外部影响或周围环境影响、例如由于水作用而屈服，并因此以不期望的方式被破坏。这些周围环境影响则可穿入到电池壳体的内部空间中并损坏位于那里的部件。
发明内容
本发明的任务是：能够以简单的方式保护机动车的电池免受周围环境影响。
根据本发明，该任务通过具有根据相应的独立权利要求的特征的电池壳体、电池和机动车来实现。本发明的有利实施例是从属权利要求、说明书和附图的技术方案。
根据本发明的用于机动车的电池的电池壳体设计成用于容纳电池的至少一个电池单体并且具有膜状的至少一个排气元件，所述至少一个排气元件布置在电池壳体的壳体壁上。所述至少一个排气元件设计成用于在所述至少一个电池单体的热气体排出到电池壳体的内部空间中时发生屈服，并且在这种情况下释放壳体壁中的排气开口以用于将热气体从内部空间排放到电池壳体的周围环境中。此外，所述电池壳体具有至少一个保护罩，所述保护罩为了保护所述至少一个排气元件免受周围环境影响而在壳体壁的外侧上与所述至少一个排气元件重叠地布置，并且所述保护罩通过保持装置固定在壳体壁上。保持装置设计成用于，在热气体经由所述至少一个排气元件排放时发生屈服，并且将保护罩完全与排气开口脱离。
本发明还涉及一种用于机动车的电池，该电池具有至少一个电池单体和根据本发明的电池壳体，该电池壳体设计成用于容纳所述至少一个电池单体。可重复充电的电池或蓄电池尤其构造为用于可电驱动的机动车的牵引电池。电池优选构造为高压能量存储器。尤其是，电池具有大量的电池单体，这些电池单体布置在电池壳体的内部空间中。电池单体例如可以构造为棱柱形电池单体、圆形电池单体或袋式电池单体。在一个电池单体发生故障的情况下，例如在电池单体内部短路时，该电池单体可以将热气体释放或排出到电池壳体的内部空间中，以降低内部压力。
电池壳体具有壳体壁，所述壳体壁的形式例如为壳体下部部分或壳体底部和壳体上部部分或壳体盖，所述壳体壁包围用于容纳电池单体的内部空间。膜状的所述至少一个排气元件或所述至少一个排气膜布置在壳体壁中的至少一个壳体壁上，例如布置在壳体盖上。排气元件例如可以是膜状的爆裂膜，该爆裂膜在正常情况下、即在没有故障的情况下并因此在没有热气体的情况下覆盖或封闭壳体壁中的排气开口。在故障情况下，即当在内部空间中存在临界量的热气体时，排气膜屈服、例如通过撕裂或爆裂而屈服，并且因此释放排气开口，以用于将热气体从内部空间排放到电池的周围环境中。
为了防止灵敏的排气元件由于周围环境影响、例如水或污垢的影响破坏，所述至少一个保护罩或保护盖布置在壳体壁的面向周围环境的外侧上。保护罩覆盖排气元件，并且因此保护排气元件免受周围环境影响。例如，保护罩可以由塑料形成。保护罩通过保持装置固定在壳体壁的外侧上。排气元件优选地构造为透气的，以用于内部空间和电池壳体的周围环境之间的压力平衡，并且保护罩通过保持装置以空气可透过的方式固定在壳体壁上。排气元件和保护罩因此允许与周围环境交换空气，以进行压力平衡。
为了确保热气体能够经由排气元件可靠地输出到周围环境，在热气体经由排气元件逸出的情况下，保持装置使在保护罩和壳体壁之间的连接脱开。例如，保持装置设计成用于，借助可通过热气体的逸出而脱开的形锁合的连接结构将保护罩固定在壳体壁的外侧上。保护罩在此被完全从排气开口移去，从而排气开口的整个流动横截面可供用于排出热气体。通过因热气体排出而脱开的保持装置则防止保护罩阻塞热气体的排出。此外，通过可脱离的保护罩，由热气体输送的固体颗粒可从电池壳体的内部空间逸出。否则，即在保护罩不可脱离的情况下，颗粒将会聚集在排气开口中并减少流动横截面，或甚至阻塞热气体排出。
所述保持装置可以附加地设计成用于，将所述至少一个排气元件保持在壳体壁上。保持装置在此在壳体壁的外侧上布置在排气开口的区域中，并且保持排气膜，使得排气膜在正常情况下封闭排气开口。
通过设置保护罩，可以可靠地保护灵敏的排气元件免受周围环境影响。通过在热气体排出时进行脱开的保持装置可以确保电池可靠地排气。
还可以规定，保护罩通过捕获装置固定在壳体壁上，所述捕获装置设计成用于，将在热气体排放时与排气开口脱离的保护罩远离排气开口地保持在电池壳体上。例如，这种捕获装置可以是捕获绳。捕获装置在热气体排出的情况下不阻止保护罩与排气开口脱离，而是捕获脱离的保护罩。捕获装置因此确保保护罩不会以不受控制的方式从电池壳体脱离，而是在保护罩已经脱离之后将保护罩保持在电池壳体上的限定位置中。
在本发明的扩展方案中，保持装置设计成用于，借助卡扣连接结构将保护罩固定在所述壳体壁的外侧上，其中，保护罩和壳体壁的外侧具有彼此相对应的连接元件。尤其是，保持装置的至少一个第一连接元件构造为弹性的卡扣钩元件，而至少一个第二连接元件构造为带有侧凹的刚性的锁定元件。尤其是，在此至少两个卡扣钩元件和两个锁定元件彼此相对置地布置，从而保护罩在至少两个相对置的部位处固定在壳体壁上。所述至少一个卡扣钩元件尤其是折弯的弹簧钩。换言之，卡扣钩元件的卡扣钩头(该卡扣钩头布置在卡扣钩元件的弹性接片上)具有突出部。该突出部布置在锁定元件的侧凹的区域中，并且因此形锁合地与锁定元件连接。如果通过热气体将超过卡扣连接结构保持力的脱开力施加到卡扣连接结构上，则卡扣钩头再次从侧凹中移去并且卡扣连接结构可以被脱开。通过热气体的压力也将保护罩从排气开口完全移去。
可以规定，保护罩具有盖面和至少局部地围绕所述盖面环绕的凸缘，其中，所述连接元件中的至少一个连接元件、例如所述至少一个锁定元件在环绕的凸缘之内布置在盖面的面向排气元件的内侧上，而至少一个另外的锁定元件、例如所述至少一个卡扣钩元件布置在壳体壁的外侧上。尤其是，所述至少一个连接元件与保护罩一件式地构造。然而，保护罩和至少一个在保护罩侧的连接元件也可以多件式地构造。为此，保护罩和所述至少一个连接元件也可以由不同的材料制成。例如，保护罩可以构造成罐形的，并且具有圆形盖面。然而，保护罩也可以具有其他形状。因此，所述至少一个连接元件平行于凸缘从盖面向下伸出。另一个连接元件从壳体壁向上伸出。在此，在保护罩处于布置在壳体壁上的状态中时，保护罩的凸缘与所述至少一个锁定元件和与其连接的至少一个卡扣钩元件重叠。凸缘例如用于防止水和污垢从侧面穿入到排气元件和保护罩之间的中间区域中。
本发明还包括具有根据本发明的电池的机动车。机动车尤其构造为电动车辆或混合动力车辆。参考根据本发明的电池壳体提出的实施方式及其优点相应地适用于根据本发明的电池和根据本发明的机动车。
本发明的其他特征由权利要求、附图和附图说明得出。上面在说明书中提到的特征和特征组合以及下面在附图说明中提到的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅能以所给出的组合使用，而且能以其他组合或单独使用。
附图说明
现在借助优选的实施例并参考附图更详细地阐释本发明。附图中：
图1示出在正常情况下用于机动车的电池的电池壳体的示意图；以及
图2示出在故障情况下根据图1的电池壳体。
具体实施方式
在附图中，相同或具有相同功能的元件设有相同的附图标记。
图1示出用于机动车的电池的电池壳体1。电池壳体1具有壳体壁2，所述壳体壁包围用于容纳电池的此处未示出的电池单体的内部空间3。在至少一个壳体壁2中设置有排气开口4，在至少一个电池单体发生故障的情况下聚集在内部空间3中的热气体可以通过排气开口逸出到电池的周围环境5中。排气开口4被膜状的排气元件6覆盖。在脱离故障情况的正常情况下，排气元件6封闭电池壳体1。排气元件6尤其是构造为透气的、气体可透过的膜，其允许在内部空间3和周围环境5之间交换空气，以进行压力平衡。在故障情况下，该膜可撕裂并因此释放排气开口4。
为了防止排气元件6被周围环境影响破坏，电池壳体1具有覆盖排气元件6的保护罩7。为此，保护罩7通过保持装置8固定在壳体壁2的外侧上并且布置成与排气元件6重叠。保持装置8提供了在壳体壁2和保护罩7之间的可通过热气体的排放而脱开的连接。为此，保持装置8在壳体壁2侧具有至少一个第一连接元件9并且在保护罩7侧具有至少一个第二连接元件10。各连接元件9、10尤其构造形锁合的连接结构，该形锁合的连接结构在此构造为卡扣连接结构11。
为此，所述至少一个第一连接元件9在此构造为弹性的卡扣钩元件12，该卡扣钩元件布置在壳体壁2上。卡扣钩元件12具有折弯的卡扣钩头13。所述至少一个第二连接元件10在此构造为带有侧凹15的刚性的锁定元件14。锁定元件14在此与保护罩7一件式地构造，保护罩具有盖面16和凸缘17。在凸缘17之内，锁定元件14朝着壳体壁2方向伸出地布置在盖面16上。然而，也可以将第一连接元件9构造为刚性的锁定元件14，而将第二连接元件10构造为弹性的卡扣钩元件12。卡扣钩头13布置在该侧凹15中。在此，凸缘17包围相互连接的连接元件9、10。卡扣钩元件12在此布置在保持装置8的载体18上，该载体布置在壳体壁2的外侧，并且该载体在此同时承载排气元件6。
如果现在热气体，如图2中所示，通过由爆裂的排气元件6释放的排气开口4逸出并将压力19施加到保护罩7上，则在保护罩7和壳体壁2之间的连接脱开，并且保护罩7被完全从排气开口4移去。因此，热气体可以可靠地从内部空间3逸出到周围环境5中。由保持装置8提供的连接因此可以通过热气体而不是周围环境影响来脱开，从而保护罩7一方面能可靠地实现热气体的排放并且另一方面可靠地保护排气元件6免受周围环境影响。

Claims (10)

1.一种用于机动车的电池的电池壳体(1)，所述电池壳体设计成用于容纳电池的至少一个电池单体，并且所述电池壳体具有膜状的至少一个排气元件(6)，所述至少一个排气元件布置在电池壳体(1)的壳体壁(2)上并且设计成用于，在所述至少一个电池单体的热气体排出到电池壳体(1)的内部空间(3)中时发生屈服，并且在这种情况下释放壳体壁(2)中的排气开口(4)以用于将热气体从内部空间(3)排放到电池壳体(1)的周围环境(5)中，其特征在于，设有至少一个保护罩(7)，所述保护罩为了保护所述至少一个排气元件(6)免受周围环境影响而在壳体壁(2)的外侧上与所述至少一个排气元件(6)重叠地布置，并且所述保护罩通过保持装置(8)固定在壳体壁(2)上，其中，保持装置(8)设计成用于，在热气体经由所述至少一个排气元件(6)排放时发生屈服，并且将保护罩(7)完全与排气开口(4)脱离。
2.根据权利要求1所述的电池壳体(1)，其特征在于，所述排气元件(6)构造成透气的，以用于内部空间(3)和电池壳体(1)的周围环境(5)之间的压力平衡，并且保护罩(7)通过保持装置(8)以空气可透过的方式固定在壳体壁(2)上。
3.根据权利要求1或2所述的电池壳体(1)，其特征在于，所述保持装置(8)附加地设计成用于，将所述至少一个排气元件(6)保持在壳体壁(2)上。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电池壳体(1)，其特征在于，所述保持装置(8)设计成用于，借助形锁合的连接结构将保护罩(7)固定在所述壳体壁(2)的外侧上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电池壳体(1)，其特征在于，所述保持装置(8)设计成用于，借助卡扣连接结构(11)将保护罩(7)固定在所述壳体壁(2)的外侧上，其中，保护罩(7)和壳体壁(2)的外侧具有彼此相对应的连接元件(9、10)。
6.根据权利要求5所述的电池壳体(1)，其特征在于，所述保持装置(8)的至少一个第一连接元件(9)构造为弹性的卡扣钩元件(12)，而至少一个第二连接元件(19)构造为带有侧凹(15)的刚性的锁定元件(14)。
7.根据权利要求6所述的电池壳体(1)，其特征在于，所述保护罩(7)具有盖面(16)和至少局部地围绕所述盖面(16)环绕的凸缘(17)，其中，所述连接元件中的至少一个连接元件(10)在环绕的凸缘(17)之内布置在盖面(16)的面向排气元件(6)的内侧上，而至少一个另外的锁定元件(9)布置在壳体壁(2)的外侧上。
8.根据前述权利要求中任一项所述的电池壳体(1)，其特征在于，所述保护罩(7)附加地通过捕获装置固定在壳体壁(2)上，所述捕获装置设计成用于，将在热气体排放时与排气开口(4)脱离的保护罩(7)远离排气开口(4)地保持在电池壳体(1)上。
9.一种用于机动车的电池，所述电池具有至少一个电池单体和根据前述权利要求中任一项所述的电池壳体(1)，所述电池壳体设计成用于容纳所述至少一个电池单体。
10.一种机动车，所述机动车具有根据权利要求9所述的电池。
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