CN115210939A - 包含集成冷却系统的电池外壳的高平面度卡入式密封底板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池支架(1)，该电池支架包括底板(100)和框架(200)，该框架限定了用于接收全部或部分电池的外壳。底板(100)包括设置有凸形锁定构件(142)和凹形锁定构件(122)的多个型材。底板(100)在以下配置之间变化：‑分离配置，在该分离配置中，型材是分离的；‑卡接配置，在该卡接配置中，凸形锁定构件(142)和凹形锁定构件(122)相互配合以阻碍返回分离配置并且根据预定的自由度相对于彼此是可移动的；‑锁定配置，在该锁定配置中，互锁和密封剂(130)插入在凸形锁定构件(142)和凹形锁定构件(122)之间，并且去除(不可逆地)所述自由度。

Description

包含集成冷却系统的电池外壳的高平面度卡入式密封底板

技术领域

本发明涉及一种电池支架，该电池支架旨在接收将由该电池支架支撑的全部或部分电池。

背景技术

下面描述的现有技术呈现了在电动车辆领域的应用，但它也可能涉及需要使用电池支架的其他领域或应用。

电池的最佳功能和寿命尤其取决于其工作温度。因此，在某些情况下，有必要提供一种允许运输冷却剂的支撑件，以便在电池温度升高时与电池进行热交换。当车辆中包含这种冷却系统时，必须防止液体泄漏并提供坚固的支撑系统以吸收发生冲击或撞击时所接收的能量。此外，对于电池盒，底板的平面度所要求的公差非常严格，这就是为什么在组装电池支撑件时必须特别注意。

从现有技术已知，电池支撑件包括底板，通道被布置在所述底板中以允许冷却剂流动(见图1)。一些方法建议组装几个配合的型材以改善底板的密封性。这些解决方案令人满意，因为它们允许与电池进行热交换，同时具有足够的坚固性以支撑电池的重量。

然而，许多这种系统在组装期间需要焊接，这需要大量的热输入。该热输入的潜在的副作用是将变形引入底板，这对良好的平面度是不利的。此外，现有的解决方案不允许充分吸收在撞击期间所接收的能量。最后，根据待被支撑的电池，可能有必要提供一种具有专用尺寸的电池支架。

发明内容

本发明的目的是提出一种解决至少一个上述问题的解决方案。

该目的可以通过实施一种电池支架来实现，该电池支架包括底板和框架，所述框架围绕全部或部分的底板，并限定了一种用于接收将由电池支架支撑的全部或部分电池的外壳。

全部或部分的底板被保持在全部或部分的框架的至少一个内部面中。

该底板包括多个型材，其中每个型材沿型材的纵向方向延伸。

全部或部分的所述多个型材设置有沿第一纵向边缘布置的凸形锁定构件(malelocking member)，并且全部或部分的所述多个型材设置有凹形锁定构件(female lockingmember)，所述凹形锁定构件沿在型材的横向方向上与第一纵向边缘相对的第二纵向边缘布置。

该底板在以下配置之间变化：

-分离配置，在该分离配置在，凸形锁定构件和凹形锁定构件不相互配合，并且型材分离；

-卡接配置，在该卡接配置中，凸形锁定构件和凹形锁定构件以如下方式通过互锁相互配合：一方面，通过凸形锁定构件和凹形锁定构件的相互作用，确保通过所述互锁而固位的型材在其横向方向上使一个型材相对于另一个型材保持，以阻碍返回分离配置，并且另一方面，根据取决于凸形锁定构件和凹形锁定构件的性质所预定的自由度(旋转和/或平移)使型材相对于彼此是可移动的；

-锁定配置，在该锁定配置中，在通过凸形锁定构件和凹形锁定构件之间的互锁而固位的型材的全部或部分凸形锁定构件和全部或部分凹形锁定构件之间插入互锁和密封剂，并且其中所述互锁和密封剂去除(不可逆地)所述自由度。

上面所描述的布置使得可以在卡接配置中的多个型材中的两个相邻的型材之间提出机械间隙，以便控制底板的平面度。

替代地，当底板呈现小于预定值的变形时，锁定配置可以锁定多个型材的相对位置。

电池支架还可以单独或组合地具有以下一个或多个特征。

根据第一个实施方案，有可能获得底板在横向方向上每单位1m长度小于0.5mm、更特别地小于0.3mm并且甚至更特别地小于0.2mm的变形。

根据另一个实施方案，有可能获得每单位面积1m²的底板在0.2mm和0.1mm之间并且典型值为0.4mm的变形。

根据一个实施方案，凹形锁定构件包括在相应型材的横向方向上在它们之间移位的两个凸舌，并且每个凸舌都配备有肩部，其中凸形锁定构件包括凸起，所述凸起能够被横向插入所述两个凸舌之间并且配备有在横向插入后与所述肩部配合的横向止动件。

根据一个实施方案，通过弹性变形然后锁定两个凸舌相对于凸形锁定构件的相对位置，两个凸舌被配置为以鱼叉功能配合。

因此，凸舌的弹性变形改善了多个型材中的两个相邻型材之间的机械间隙。

根据一个实施方案，多个型材中的每个型材都具有垂直于纵向方向的切割部分，该切割部分沿纵向方向是恒定的。

根据一个实施方案，凸形锁定构件限定了在纵向方向上沿相应型材的全部或部分延伸的至少一个空腔。

根据一个实施方案，至少一个空腔被配置为允许冷却剂通过。

根据一个实施方案，凹形锁定构件装配有开口，所述开口被配置为允许从被固位卡接配置中的型材外部将互锁和密封剂放置在凸形锁定构件和凹形锁定构件之间。

根据一个实施方案，凸形锁定构件包括凸形配合面，且凹形锁定构件包括凹形配合面，所述凸形配合面被配置为与凹形配合面相对布置；互锁和密封剂被沉积在所述凸形配合面和所述凹形配合面中的一个和/或另一个上。更具体地，互锁和密封剂的沉积可以在分离配置中发生。

根据一个实施方案，互锁和密封剂包括与垫圈相关联或不相关联的密封件和/或粘合剂结合。

根据另一个实施方案，互锁和密封剂包括焊缝，特别是通过低能激光焊接获得的焊缝。

因此，凸形锁定构件和凹形锁定构件可以被密封，而不会在底板中引入变形。

协同地，互锁和密封剂可以保证底板的不渗透性。

一般来说，锁定配置可以通过最小化热输入来获得，例如通过使用自生激光焊接。因此，提高了锁定配置中底板的平面度。

此外，当多个型材处于卡接配置或锁定配置时，底板可以足够坚固以在各种方向上移动而不会散开。

根据一个实施方案，全部或部分的框架的至少一个内部面包括凹槽，该凹槽具有与凹槽相对的底板的型材互补的型材，并且在该凹槽中，固定件被插入在框架和底板之间的界面处。

根据一个实施方案，固定件包括焊缝。

根据一个实施方案，固定件包括凹槽密封和/或粘合剂。

根据该实施方案，在具有或没有凹槽密封的情况下，可以在凹槽和底板的界面处插入粘合剂。

先前描述的布置使得有可能在不使用高精度切割或机加工长度装置的情况下将底板固位在框架上，由于固定件的存在，+/-1mm的公差得到保证。

根据一个实施方案，多个型材可以包括具有以下特征的一个或多个型材：

-第一类型的型材，其中第一纵向边缘适于接收在凹槽中，并且其中第二纵向边缘设置有凹形锁定构件；

-第二类型的型材，其中第一纵向边缘适于接收在凹槽中，并且其中第二纵向边缘设置有凸形锁定构件；

-第三类型的型材，其中第一纵向边缘设置有凹形锁定构件，并且其中第二纵向边缘设置有凸形锁定构件。

根据一个实施方案，框架具有限定了两个平行的纵向侧面和两个平行的横向侧面的平行六面体的形状，例如，长方体。

根据一个实施方案，多个型材中的每个型材的长度适于包括在框架的纵向侧面上的凹槽的长度。

根据一个实施方案，在多个型材中的型材的卡接配置中，底板的横向尺寸适于包括在框架的横向侧面上的凹槽的宽度。

根据该实施方案，多个型材中的每个型材的横向尺寸或纵向尺寸被配置为与框架的尺寸相匹配，特别是如果框架的形状呈现至少一个弯曲部分。

上面所描述的布置使得有可能提供一种带有模块化底板的电池支架，直到多个型材处于锁定配置。实际上，包括在多个型材中的型材的数量使得有可能简单地调整底板的宽度以适应具有给定尺寸的框架。此外，横向侧面上的凹槽和纵向侧面上的凹槽允许在切割型材时容许其长度有1mm左右的变化。也就是说，在多个型材中最长的型材和多个型材中最短的型材之间有可以具有2mm的差异。

根据一个实施方案，框架包括至少一个框架型材，该至少一个框架型材包括在框架型材中纵向延伸的至少一个腔室，所述至少一个腔室允许冷却剂的循环。

根据一个实施方案，框架型材包括在框架型材中纵向延伸的至少一个框架空腔，所述至少一个框架空腔被配置为减轻框架型材的质量。

根据一个实施方案，多个型材包括限定了的至少一个通道的挤压型材，该至少一个通道在型材纵向方向上定向，并且被配置为允许冷却剂的循环和确保冷却剂和底板的材料之间的热交换。

根据一个实施方案，至少一个通道与包括在至少一个框架型材中的至少一个腔室流体连接。这样，冷却剂可以在电池支架的框架和底板中循环。例如，腔室可以作为歧管，以便将冷却剂从腔室收集或扩散到通道或者替代地从通道收集或扩散到腔室。

根据一个实施方案，型材是由挤压铝制成的。

根据一个实施方案，型材是由挤压铝制成的中空的型材。

根据一个实施方案，每个通道包括在冷却剂和底板的材料之间提供热交换表面的翅片。

附图说明

本发明的其他方面、目的、优点和特征将在以下参考附图以非限制性实施例的方式给出的优选实施方案的详细描述中出现，其中：

[图1]展示了来自现有技术的型材实施例；

[图2]是本发明的一个实施方案的透视图；

[图3]是框架型材的一个实施例的示意性剖视图；

[图4]是本发明的一个实施方案的示意性透视图；

[图5]是图4所示的实施方案在底板的纵向方向上的示意性剖视图；

[图6]是本发明的一个实施方案的示意性透视图；

[图7]是图6所示的实施方案在底板的横向方向上的示意性剖视图；

[图8]是第一类型的型材的示意性剖面图；

[图9]是第二类型的型材的示意性剖面图；

[图10]是第三类型的型材的示意性剖面图；

[图11]是凸形锁定构件和凹形锁定构件在卡接配置下的示意性剖面图；

[图12]是示出了用几种型材和组装技术获得的底板变形值的比较的表格。

具体实施方式

在附图中和下面的说明中，相同的附图标记表示相同或相似的元件。此外，为了利于附图的清晰，不同的元件未按比例示出。此外，不同的实施方案和变体不是排他的并且可以相互结合。

如图2所示，本发明涉及一种电池支架1，它包括底板100和围绕全部或部分底板100的框架200，并限定了一个旨在接收将由电池支架1支撑的全部或部分电池的外壳。

图2例示了一个实施方案，其中框架200具有限定了两个平行的纵向侧面和两个平行的横向侧面的长方体的形状。

根据这一实施方案，全部或部分底板100被保持在全部或部分框架200的至少一个内部面上。

特别是，全部或部分框架200的所述至少一个内部面包括凹槽201，该凹槽201具有与凹槽201相对的底板100的型材互补的型材。

如图3所示，在框架200和底板100之间的界面处可以插入固定件203，例如凹槽密封。

根据一个实施方案，在具有或没有凹槽密封的情况下，固定件203包括在凹槽201和底板100的界面处插入的粘合剂。

根据在图中未示出的另一个实施方案，固定件203包括焊缝。

上述布置使得有可能在不使用高精度切割或机加工装置的情况下将底板100与框架200固定在一起，由于固定件203的存在，+/-1mm的公差得到保证。

框架200可以包括至少一个框架型材220，该至少一个框架型材220包括在框架型材220中纵向延伸的至少一个腔室224，所述至少一个腔室224允许冷却剂的循环。

根据一个实施方案，框架型材包括在框架型材220中纵向延伸的至少一个框架空腔222，所述至少一个框架空腔222被配置为减轻框架型材220的质量。

一般来说，框架型材220可以由挤压铝制成。

底板100包括多个型材，其中每个型材沿型材的纵向方向延伸。

一般来说，多个型材中的型材可以由挤压铝制成。

根据一个实施方案，多个型材中的每个型材的长度适合于包括在框架200的纵向侧面上的凹槽201的长度。

一般来说，多个型材中的每个型材都具有垂直于纵向方向的切割部分，该切割部分沿纵向方向是恒定的。

根据图4至图11所示的变体，多个型材包括限定了至少一个通道150的挤压型材，该至少一个通道150在型材纵向方向上定向并且被配置为允许冷却剂的循环和确保冷却剂和底板100的材料之间的热交换。

图3B更具体地示出了其中至少一个通道150与包括在至少一个框架型材220中的至少一个腔室224流体连接的一个实施方案。因此，冷却剂可以在电池支架1的框架200和底板100中循环。例如，腔室224可以作为歧管，以便将冷却剂从腔室224收集或扩散到通道150或者地替代地从通道150收集或扩散到腔室224。

有利地，每个通道150可以包括在冷却剂和底板100材料之间提供热交换表面的翅片152。

全部或部分所述多个型材设置有沿第一纵向边缘布置的凸形锁定构件142，并且全部或部分所述多个型材设置有凹形锁定构件122，该凹形锁定构件122沿在型材的横向方向上与第一纵向边缘相对的第二纵向边缘布置。

根据一个实施方案，凸形锁定构件142限定了在纵向方向上沿相应型材的全部或部分延伸的空腔。

根据一个特定的变体，该空腔被配置为允许冷却剂通过。

图9至图11示出了一个实施方案，其中凹形锁定构件122包括在相应型材的横向方向上在它们之间移位的两个凸舌124。这两个凸舌124也都配备有肩部126。

图8、图10和图11例示了一个实施方案，其中凸形锁定构件142包括凸起，该凸起适合于被横向插入所述两个凸舌124之间并且配备有在横向插入后与所述肩部126配合的横向止动件144。

根据一个实施方案，通过弹性变形然后锁定两个凸舌124相对于凸形锁定构件142的相对位置，两个凸舌124被配置为以鱼叉功能配合。

通过这种方式，凸舌124的弹性变形改善了多个型材中的两个型材之间的机械间隙。

根据一个实施方案，多个型材可以包括具有以下特征的一个或多个型材：

-图8所示的第一类型的型材，其中第一纵向边缘适合于接收在凹槽201中，并且其中第二纵向边缘设置有凸形锁定构件142；

-图9所示的第二类型的型材，其中第一纵向边缘适合于接收在凹槽201中，并且其中第二纵向边缘设置有凹形锁定构件122；

-图10所示的第三类型的型材，其中第一纵向边缘设置有凹形锁定构件122，并且其中第二纵向边缘设置有凸形锁定构件142。

先前描述的布置允许底板100在分离配置、卡接配置和锁定配置之间变化。

在分离配置中，凸形锁定构件142和凹形锁定构件122不相互配合，并且型材分离。

在卡接配置中，凸形锁定构件142和凹形锁定构件122以如下方式通过互锁相互配合：一方面，通过凸形锁定构件142和凹形锁定构件122的相互作用，确保通过所述互锁而固位的型材在其横向方向上使一个型材相对于另一个型材保持，以阻碍返回分离配置，并且另一方面根据取决于凸形锁定构件142和凹形锁定构件122的性质所预定的自由度(旋转和/或平移)使型材相对于彼此是可移动的。

有利地，在多个型材中的型材的卡接配置中，底板100的横向尺寸可以适于包括在框架200的横向侧面上的凹槽201的宽度。

此外，多个型材中的每个型材的横向尺寸或纵向尺寸可以被配置为与框架200的尺寸相匹配，特别是如果框架200的形状呈现至少一个弯曲部分。

最后，在锁定配置中，在通过凸形锁定构件142和凹形锁定构件122之间的互锁而固位的型材的全部或部分凸形锁定构件142和全部或部分凹形锁定构件122之间插入互锁和密封剂130。因此，互锁和密封剂130不可逆地去除了所述自由度。

根据一个特定的变体，凹形锁定构件122装配有开口128，该开口128被配置为允许从固位在卡接配置中的型材外部将互锁和密封剂130放置在凸形锁定构件142和凹形锁定构件122之间。

根据另一个变体，凸形锁定构件142包括凸形配合面143，而凹形锁定构件122包括凹形配合面123。

凸形配合面143可以被配置为与凹形配合面123相对布置，互锁和密封剂130可以被沉积在凸形配合面143和凹形配合面123中的一个和/或另一个上。

例如，互锁和密封剂130可以被沉积在处于分离配置的凸形锁定构件142的竖直表面143上，从而当底板处于锁定配置时，凸形锁定构件142和凹形锁定构件122被固位。

根据一个特定的实施方案，可以在凸形锁定构件142和凹形锁定构件122之间的界面148处形成焊缝。根据一个更特定的实施方案，这个焊缝是使用带有或没有填充焊丝的激光器获得的。

互锁和密封剂130尤其可以包括通过与垫圈或密封介质相关联或不相关联的粘合剂的结合。

上面描述的布置使得有可能提出一种带有模块化底板100的电池支架1，直到多个型材处于锁定配置。实际上，包括在多个型材中的型材的数量使得有可能简单地调整底板100的宽度以适应具有给定尺寸的框架200。此外，包括在横向侧面上的凹槽201和包括在纵向上的凹槽201使得有可能在切割型材时容许其长度有1mm左右的变化。也就是说，多个型材中最长的型材和多个型材中最短的型材之间有可能具有2mm的差异。

此外，电池支架1的组装使得有可能获得一个具有改进的平面度的底板100。实际上，在卡接配置中的多个型材中的两个相邻型材之间提供机械间隙使得有可能控制底板100的平面度。

一般来说，锁定配置可以通过最小化热输入来获得，例如通过使用自生激光焊接或带填充焊丝的激光焊接。

因此，凸形锁定构件142和凹形锁定构件122可以被密封，而不会在底板100中引入变形。

根据一个实施方案，当底板100具有小于预定值的变形时，锁定配置使得有可能锁定多个型材的相对位置。

根据上面描述的布置，因此有可能获得底板100在横向方向上每单位1m长度小于0.5mm、更特别地小于0.3mm并且甚至更特别地小于0.2mm的变形。实际上，图12示出了表格，该表格比较了根据本发明的底板100或用来自图1中呈现的现有技术中的型材以及专用的连接装置而组装的不同类型的底板100的平面度。

有可能获得每单位面积1m²的底板100在0.2mm和1mm之间并且典型值为0.4mm的变形。

协同作用下，互锁和密封剂130可以保证底板100的密封性。

有利地，当多个型材处于卡接配置或锁定配置时，底板100可以足够坚固以在不同方向上移动而不会散开。

Claims (16)

1.一种电池支架(1)，包括底板(100)和框架(200)，所述框架围绕全部或部分的底板(100)，并限定了用于接收将由电池支架(1)支撑的全部或部分电池的外壳；

全部或部分的底板(100)被保持在全部或部分的框架(200)的至少一个内部面中；

该底板(100)包括多个型材，其中每个型材沿型材的纵向方向延伸；

全部或部分的所述多个型材设置有沿第一纵向边缘布置的凸形锁定构件(142)；

全部或部分的所述多个型材设置有凹形锁定构件(122)，所述凹形锁定构件沿在型材的横向方向上与第一纵向边缘相对的第二纵向边缘布置；

所述底板(100)在以下配置之间变化：

-分离配置，在该分离配置中凸形锁定构件(142)和凹形锁定构件(122)不相互配合，并且型材分离；

-卡接配置，在该卡接配置中凸形锁定构件(142)和凹形锁定构件(122)通过互锁的方式相互配合，所述互锁以确保通过其固定的型材一方面通过凸形锁定构件(142)和凹形锁定构件(122)的相互作用在它们的横向方向上相对于一个保持另一个以阻碍返回所述分离配置并且另一方面根据取决于凸形锁定构件(142)和凹形锁定构件(122)的性质所预定的自由度相对于彼此是可移动的(旋转和/或平移)方式进行。

-锁定配置，在该锁定配置中在通过凸形锁定构件(142)和凹形锁定构件(122)之间的互锁固定的型材的全部或部分凸形锁定构件(142)和全部或部分凹形锁定构件(122)之间插入互锁和密封剂(130)，并且其中所述互锁和密封剂(130)去除(不可逆地)所述自由度。

2.根据权利要求1所述的电池支架(1)，其中，所述凹形锁定构件(122)包括在相应型材的横向方向上在它们之间移位的两个凸舌(124)，并且每个凸舌都配备有肩部(126)，其中所述凸形锁定构件(142)包括凸起，所述凸起能够被横向插入所述两个凸舌(124)之间并且配备有在横向插入后与所述肩部(126)配合的横向止动件(144)。

3.根据权利要求1或2中的一项所述的电池支架(1)，其中，多个型材中的每个型材都具有垂直于纵向方向的切割部分，该切割部分沿纵向方向是恒定的。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的电池支架(1)，其中，所述凸形锁定构件(142)限定了在纵向方向上沿相应型材的全部或部分延伸的一个空腔。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的电池支架(1)，其中，所述凹形锁定构件(122)装配有开口(128)，所述开口被配置为允许从被固位在卡接配置中的型材外部将互锁和密封剂(130)放置在凸形锁定构件(142)和凹形锁定构件(122)之间。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的电池支架(1)，其中，所述凸形锁定构件(142)包括凸形配合面(143)，且所述凹形锁定构件(122)包括凹形配合面(123)，所述凸形配合面(143)被配置为与凹形配合面(123)相对布置；所述互锁和密封剂(130)被沉积在所述凸形配合面(143)和所述凹形配合面(123)中的一个和/或另一个上。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的电池支架(1)，其中，所述互锁和密封剂(130)包括与垫圈相关联或不相关联的密封件、粘合剂结合。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的电池支架(1)，其中，所述互锁和密封剂(130)包括焊缝，特别是通过激光焊接获得的焊缝。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的电池支架(1)，其中，全部或部分的框架(200)的所述至少一个内部面包括凹槽(201)，该凹槽具有与面向该凹槽(201)的底板(100)的型材互补的型材，并且在该凹槽中，固定件(203)被插入在框架(200)和底板(100)之间的界面处。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的电池支架(1)，其中，所述框架(200)具有限定了两个平行的纵向侧面和两个平行的横向侧面的平行六面体的形状。

11.根据权利要求9和10所述的电池支架(1)，其中，多个型材中的每个型材的长度适于包括在框架(200)的纵向侧面上的凹槽(201)的长度。

12.根据权利要求9和10或根据权利要求11所述的电池支架(1)，其中，在多个型材中的型材的卡接配置中，底板(100)的横向尺寸适于包括在框架(200)的横向侧面上的凹槽(201)的宽度。

13.根据权利要求1至12中的任一项所述的电池支架(1)，其中，所述框架(200)包括至少一个框架型材(220)，所述至少一个框架型材(220)包括在框架型材(220)中纵向延伸的至少一个腔室(224)，所述至少一个腔室(224)允许冷却剂的循环。

14.根据权利要求1至13中的任一项所述的电池支架(1)，其中，多个型材包括限定了的至少一个通道(150)的挤压型材，所述至少一个通道在型材的纵向方向上定向，并且被配置为允许冷却剂的循环并且确保冷却剂和底板(100)的材料之间的热交换。

15.根据权利要求14所述的电池支架(1)，其中每个通道(150)包括在冷却剂和底板(100)的材料之间提供热交换表面的翅片(152)。

16.根据权利要求13和权利要求14至15中的任一项所述的电池支架(1)，其中至少一个通道(150)的一部分与至少一个腔室(224)的一部分流体连接。

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