CN115280581A - 用于机动车的电能量存储器的壳体元件和机动车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的电能量存储器的存储器壳体的壳体元件(1)，所述能量存储器构造用于存储电能并且包括多个可以设置在存储器壳体的容纳空间中的存储单体，在这些存储单体中可存储电能，所述壳体元件(1)具有由轻金属制成的基板(2)，该基板至少在部分区域(T)中设有由钢制成的加强板(4)并且由此得到加强，所述加强板通过弹性体(5)与基板(2)的所述部分区域(T)粘接。

Description

用于机动车的电能量存储器的壳体元件和机动车
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于机动车的电能量存储器的壳体元件。本发明还涉及一种具有至少一个这种壳体元件的机动车。
背景技术
WO 2010/133636 A2公开了一种动力机动车车载网络能量存储器。此外，由EP 2284 425 A1已知一种用于电池的密封框架。
发明内容
本发明的任务是提供一种用于机动车的电能量存储器的壳体元件以及一种机动车，从而能够以特别节省安装空间和重量的方式实现特别有利的事故特性。
根据本发明，所述任务通过具有权利要求1的特征的壳体元件和具有权利要求9的特征的机动车来解决。本发明的有利实施方式是从属权利要求的技术方案。
本发明的第一方面涉及一种用于机动车、尤其是轿车的电能量存储器的存储器壳体的壳体元件，所述能量存储器构造用于存储电能。能量存储器在其完全制造状态中具有存储器壳体并且因此具有所述壳体元件。所述壳体元件具有容纳空间。换言之，容纳空间由存储器壳体限定，尤其是直接限定。在此，电能量存储器——在其中或借助其可以存储电能或电流——在其完全制造状态中具有多个存储单体(也简称为单体)，借助这些存储单体或在其中存储或可存储电能。在能量存储器的完全制造状态中，存储单体至少部分地、尤其是至少大部分地或完全地设置在容纳空间中并且因此设置在存储器壳体中。在此，容纳空间部分地由壳体元件尤其是直接限定。能量存储器例如是电池、尤其是锂离子电池，从而相应电池单体可以构造为锂离子电池单体。能量存储器尤其是高压部件，其电压、尤其是其电工作电压或额定电压优选为至少48伏或优选大于50伏、尤其是大于60伏。高压部件的电压、尤其是电工作电压或额定电压尤其是几百伏，以便由此能够实现例如特别高的电功率，以用于尤其是纯电地驱动机动车。在此，机动车例如构造为混合动力或电动车辆，尤其是电池电动车辆(BEV)。
为了能够以特别节省安装空间和重量的方式实现存储器壳体和因此能量存储器和机动车整体的特别有利的事故特性，根据本发明规定，所述壳体元件尤其是具有至少一个或正好一个由轻金属制成的基板。这尤其是可理解为基板由至少一种或正好一种轻金属制成。换言之，基板由包含至少一种或正好一种轻金属的材料制成。优选所述材料是包含轻金属的轻金属合金。基板优选构造为平面元件，从而基板具有至少基本上平面的延伸。基板至少在基板的部分区域中设有由钢制成的加强板。在此优选规定，加强板具有至少基本上平面的延伸并且因此构造为另外的平面元件。优选基板和/或加强板构造成一体的。通过加强板尤其是局部加强基板。加强板在此以下述方式与基板连接：加强板通过弹性体与所述部分区域并且因此与基板粘接。换言之，加强板通过弹性体粘贴在所述部分区域和因此基板上，即粘合到所述部分区域和基板上。可弹性变形的弹性体因此例如是尤其是可弹性变形的弹性体粘合剂，例如由钢板制成的加强板借助该粘合剂平面地与例如由金属板制成的基板粘接。
通过加强板和弹性体可以实现基板的按照负荷(belastungsgerecht)的加强，从而可以以节省安装空间和重量的方式实现壳体元件和因此存储器壳体和能量存储器整体的特别高的抗事故性(Unfallfestigkeit)(也称为抗碰撞性)。尤其是可以实现壳体元件和因此优选构造为高压存储器的能量存储器的特别高的车厢下抗事故性。特征“能量存储器可以构造为高压存储器”尤其是可理解为能量存储器可以是高压部件。术语“车厢下抗事故性”尤其是可理解为：在机动车的完全制造状态中，机动车包括自支撑车身，通过该自支撑车身至少部分地、尤其是至少大部分地或完全地限定机动车的乘客车厢(也称为内部空间)。乘客车厢也称为乘客舱，人员、如机动车的驾驶员能够留在乘客车厢中，尤其是在机动车行驶期间。车身在此具有地板，通过该地板在车辆竖直方向上向下至少部分地、尤其是至少大部分地或完全地限定乘客车厢。在此，例如所述壳体元件在车辆竖直方向上设置在地板之下、尤其是在由地板形成的车身底部之下并且至少间接地、尤其是直接地固定在地板或底部上。壳体元件在地板或底部上的这种布置和固定也称为壳体元件的车厢下布置和固定。由于基板由轻金属制成并且通过加强板尤其是局部地加强，可以避免壳体元件的过多安装空间和重量，同时可以实现特别有利的抗事故性。尤其是基板的壁厚和加强板的壁厚都可以保持得特别小，从而可以将壳体元件的重量和安装空间需求保持在特别小的范围内。
可以想到，在机动车的完全制造状态中，容纳空间部分地由壳体元件并且部分地由地板或地板的至少一部分限定，尤其是分别直接限定。因此，例如地板或地板的至少一部分是存储器壳体的另一壳体元件，存储器壳体因此可以包括壳体元件和地板或地板的至少一部分。由于地板是车身(也称为白车身)的组成部分，因此车身的该组成部分用作所述另一壳体元件并且因此用于实现存储器壳体。由此，容纳空间可以以节省重量和安装空间的方式设计得特别大，从而可以实现能量存储器的特别大的存储容量。
在本发明的一种有利实施方式中，加强板通过所述弹性体与基板电隔离。因此，弹性体具有双重功能：一方面，弹性体用于将加强板与基板粘接，另一方面，弹性体用于将加强板与基板电隔离。通过该双重功能可以将重量和安装空间需求保持得特别低。
为了保持壳体元件的重量特别低，在本发明的另一种实施方式中规定，基板的最大壁厚小于5mm。
弹性体例如形成弹性体中间层(也简称为中间层)，该中间层尤其是基于弹性体可弹性变形而能够弹性变形。中间层在此设置在基板与加强板之间。中间层一方面可以与加强板并且另一方面可以与基板或所述部分区域粘接，由此加强板通过弹性体与所述部分区域并且因此与基板粘接。通过这种设计，所述壳体元件的安装空间需求可以通过基板和加强板的整体特别小的、例如构造为金属板厚度的壁厚以及通过与传统解决方案相比减小的变形而保持得特别低。同样，通过按照负荷使用加强板(也简单地称为加强件)可以将壳体元件的重量保持得特别低。
在本发明的一种特别有利的实施方式中，所述基板具有与所述部分区域和加强板连接的、围绕整个部分区域和整个加强板延伸的另外的部分区域，所述另外的部分区域没有加强元件。因此，基板仅通过加强板局部加强，由此壳体元件的重量和安装空间需求总体上可以保持得特别低。
另一种实施方式的特征在于，所述壳体元件具有侧壁，所述侧壁尤其是沿一个间隔方向彼此间隔开。侧壁突出于基板和加强板，由此侧壁和加强板至少部分地限定容纳空间。例如容纳空间沿所述间隔方向在两侧由侧壁分别至少部分地限定。在一个垂直于所述间隔方向延伸的限定方向上，容纳空间例如至少部分地由基板和加强板限定。在机动车的完全制造状态中，所述限定方向例如在车辆竖直方向上指向下方。所述壳体元件还具有至少一个支杆(也称为横向支杆)，该支杆尤其是沿所述间隔方向设置在各侧壁之间。此外，支杆设置在基板上。支杆尤其是沿所述间隔方向从一个侧壁连续延伸到另一个侧壁并且尤其是在两端与侧壁连接，由此侧壁通过支杆相互连接。侧壁和支杆因此例如形成一个框架，通过该框架可以以特别节省安装空间和重量的方式实现特别有利的事故特性。
在此已表明特别有利的是，支杆设置在所述另外的部分区域的一部分上。这表示，支杆设置在加强板旁，尤其是这样设置，使得在支杆和基板之间没有设置加强板并且优选也没有设置其它加强元件。由此，安装空间需求和重量可以保持得特别低。
在本发明的另一种特别有利的实施方式中规定，所述加强板仅通过借助于弹性体引起的粘合与基板连接。这表示，除了弹性体之外，没有设置其它附加的连接元件，借助其使加强板与基板连接。由此，部件数量和重量及成本可以保持得特别低。最后，已表明特别有利的是，所述轻金属是铝。由此，一方面可以将壳体元件的重量保持得特别低。另一方面，可以确保特别有利的事故特性。
本发明的第二方面涉及一种机动车，其具有至少一个根据本发明第一方面的壳体元件。第一方面的优点和有利实施方式应被视为本发明第二方面的优点和有利实施方式，反之亦然。
附图说明
本发明的其它细节由以下结合附图对优选实施例的说明得出。附图如下：
图1示出根据本发明的用于机动车的电能量存储器的壳体元件的示意性透视图；
图2示出壳体元件的设有加强板的基板的示意性透视图；
图3示出设有加强板的基板的示意性剖视图；
图4示出壳体元件局部的示意性透视图；
图5示出壳体元件的示意俯视图；并且
图6示出壳体元件的示意性透视底视图。
具体实施方式
在附图中相同或具有相同功能的元件用相同的附图标记表示。
图1以示意性透视图、尤其是示意性透视俯视图示出用于机动车的电能量存储器的壳体元件1。这表示，优选构造为轿车的机动车在其完全制造状态中具有所述电能量存储器，在该电能量存储器中或借助其存储电能或电流。机动车还具有至少一个电机，借助该电机尤其是可以纯电地驱动机动车。为了借助电机驱动机动车，电机在电动机模式中并且因此作为电动机运行。为此，向电机供应存储在能量存储器中的电能。优选电机和能量存储器是高压部件，其相应电压、尤其是电工作电压或额定电压优选大于50伏、尤其是大于60伏并且非常优选达到数百伏。因此，能量存储器例如也被称为高压存储器。
机动车还具有自支撑车身，该车身至少部分地限定机动车的乘客车厢(也称为内部空间)。在此在机动车的相应行驶期间人员可以留在乘客车厢中。车身在此包括地板(也称为车身地板)，该地板在车辆竖直方向上向下至少部分地、尤其是至少大部分地或完全地限定乘客车厢。
能量存储器的上述存储器壳体包括壳体元件1，该壳体元件与车身分开构造。此外，存储器壳体包括至少一个在附图中未示出的另外的壳体元件，所述另外的壳体元件例如尤其是车身(也被称为白车身)的集成组成部分。所述另外的壳体例如包括所述地板的一部分，地板的该部分也被称为地板元件。这些壳体元件分别部分地限定容纳空间，尤其是这样限定，使得容纳空间完全由这些壳体元件形成或限定。在此能量存储器具有多个存储单体(也简称为单体)，在这些存储单体中存储或可存储电能。存储单体彼此电连接并且由此例如彼此并联和/或串联连接。存储单体分别至少部分地、尤其是至少大部分地或完全地设置在容纳空间中并且因此设置在存储器壳体中。第一数量的存储单体例如分配给能量存储器的第一存储模块，使得第一存储模块包括第一数量的存储单体。第二数量的存储单体例如分配给能量存储器的第二存储模块，使得第二存储模块包括第二数量的存储单体。相应数量在此优选大于1、尤其是大于2。在此能量存储器可以包括多个这样的存储模块，这些存储模块分别至少部分地、尤其是至少大部分地或完全地设置在容纳空间中并且因此设置在存储器壳体中。
与车身分开构造的壳体元件1至少部分地、尤其是至少大部分地或完全地在车辆竖直方向上设置在地板之下，尤其是这样设置，使得壳体元件1在车辆竖直方向上至少部分地、尤其是至少大部分地或完全地被地板覆盖。在此，壳体元件1在车辆竖直方向上从下向上至少间接地、尤其是直接地固定在地板上。由此，这些壳体元件被装配或组装，从而这些壳体元件尤其是完全形成或限定容纳空间。由于地板的至少一部分用作所述另外的壳体元件，因此可以以节省安装空间和重量的方式形成容纳空间。此外，容纳空间可以以节省安装空间和重量的方式设计得特别大，从而可以实现能量存储器的特别大的存储容量。
例如容纳空间在车辆竖直方向上向上至少部分地、尤其是至少大部分地或完全地由地板限定。容纳空间在车辆竖直方向上向下至少部分地、尤其是至少大部分地或完全地由壳体元件1限定。容纳空间在车辆纵向方向上向前可以至少部分地由车身、尤其是由地板和/或壳体元件1限定。容纳空间在车辆纵向方向上向后可以至少部分地由车身、尤其是地板和/或壳体元件1限定。
为了能够以特别节省安装空间和重量的方式实现壳体元件1和因此存储器壳体和能量存储器整体的特别有利的事故特性，结合图2和3可以特别清楚地看出，壳体元件1具有基板2，该基板由轻金属并且在当前由包含轻金属的轻金属合金制成。在附图所示的实施例中，轻金属为铝，因此轻金属合金为铝合金。此外，在附图所示的实施例中，基板2构造为平面元件，从而基板2具有尤其是基本上为平面或者说二维的延伸。此外，基板2优选构造成一体的。
基板2设有(多个)相应的、沿一个在图1和2中通过双向箭头3所示的间隔方向彼此间隔开并且依次设置的部分区域T，这些部分区域分别设有正好一个、优选一体构造的加强板4并且因此得到加强。相应的、优选一体构造的加强板4由钢制成，由此基板2得到特别有利地加强。从图3中可以看出，相应加强板4与基板2的相应部分区域T和因此与基板2通过弹性体5粘接。在此从图3中可以特别清楚地看出，弹性体5——其优选本身可弹性变形——形成尤其是可弹性变形的中间层6，该中间层设置在相应加强板4和基板2的相应部分区域T之间。相应中间层6也仅局部地设置并且因此沿双向箭头3所示的间隔方向彼此间隔开并且依次设置。在机动车的完全制造状态中，所述间隔方向例如与车辆纵向方向一致。此外规定，相应加强板4通过相应弹性体5与基板2电隔离。此外，相应加强板4和因此相应弹性体5设置在基板2的在车辆竖直方向上指向上方或者说朝向内部空间的上侧7上。上侧7背向基板2的下侧8，下侧8在车辆竖直方向上指向下方并且因此背向容纳空间和乘客车厢。
相应加强板4也构造为平面元件并且因此具有基本上平面的延伸。基于在相应部分区域T中借助相应加强板4对基板2的局部加强，可以使基板2的壁厚特别小。因此优选规定，基板2的最大壁厚小于5mm。由此安装空间需求和重量可以保持在特别低的范围内。
从图2中可以特别清楚地看出，基板2尤其是对于每个部分区域T并且因此对于每个加强板4具有一个相应的、与相应部分区域T和那里的相应加强板4连接的、围绕整个相应部分区域T和整个相应加强板4延伸的另外的部分区域T2，所述另外的部分区域没有加强元件。因此，基板2仅借助部分区域T中的加强板4局部加强，由此可以将壳体元件1的重量和安装空间要求保持得特别低。从图1和3中可以特别清楚地看出，壳体元件1具有侧壁9，所述侧壁沿通过双向箭头10所示的并且垂直于通过双向箭头3所示的间隔方向3延伸的另一间隔方向彼此间隔开。在机动车的完全制造状态中，所述另一间隔方向与车辆横向方向一致。沿所述另一间隔方向并且因此沿车辆横向方向，容纳空间在两侧分别至少部分地由侧壁9限定。此外，壳体元件1具有端壁11，所述端壁沿双向箭头3所示的第一间隔方向彼此间隔开。例如端壁11与侧壁9连接。容纳空间在此沿双向箭头3所示的第一间隔方向并且因此沿车辆纵向方向在两侧分别至少部分地由端壁11限定。
壳体元件1还具有支杆12，这些支杆也被称为横向支杆。横向支杆沿所述另一间隔方向设置在各侧壁9之间并且沿第一间隔方向设置在各端壁11之间并且分别具有直线或者说线性的、沿车辆横向方向或者说沿所述另一间隔方向延伸的走向。侧壁9和端壁11也具有相应的直线的或者说线性的走向。相应的横向支杆沿所述另一间隔方向从一个侧壁9连续延伸到另一个侧壁9并且在两端连接到侧壁9上，由此，侧壁9通过横向支杆和端壁11相互连接。侧壁9、端壁11和支杆12因此形成一个框架13，通过该框架可以以特别节省安装空间和重量的方式实现特别有利的事故特性。尤其是可以看出，侧壁9和端壁11限定存储器壳体的容纳空间的至少一部分(在图1中用TB表示)，所述部分区域TB沿双向箭头3所示的第一间隔方向在两侧通过端壁11并且沿双向箭头10所示的所述另一间隔方向在两侧通过侧壁9限定。横向支杆沿第一间隔方向彼此间隔开并且与端壁11间隔开，由此所述部分TB通过横向支杆沿第一间隔方向被划分为相应多个子部分UT。在此可以规定，例如至少或正好一个前述存储模块至少部分地容纳在相应子部分UT中。总体而言，可以看出，子部分UT是部分空间，部分TB或整个容纳空间通过支杆12被划分成这些部分空间。此外，侧壁9和端壁11突出于基板2和加强板4。尤其是可以想到，侧壁9和端壁11尤其是这样设置在基板2上，使得端壁11和侧壁9直接接触基板2或其上侧7。
此外，从图4和5可以特别清楚地看出，相应支杆12设置在所述相应的、另外的部分区域T2的相应部分TE中，使得在相应支杆12和基板2之间没有设置加强板4。在此可以想到，相应支杆12直接支撑或贴靠在基板2或其上侧7上。还规定，相应的、优选由板材制成并且非常优选由铝板制成的加强板4仅通过借助于相应弹性体5引起的粘合与优选由钢板制成的基板2连接。由此，可以避免用于连接相应加强板4与基板2的附加连接元件，从而可以将部件数量和因此重量和安装空间需求保持得特别低。
附图标记列表
1 壳体元件
2 基板
3 双向箭头
4 加强板
5 弹性体
6 中间层
7 上侧
8 下侧
9 侧壁
10 双向箭头
11 端壁
12 支杆
13 框架
T 部分区域
T2 部分区域
TB 部分
UT 子部分

Claims (9)

1.用于机动车的电能量存储器的存储器壳体的壳体元件(1)，所述能量存储器构造用于存储电能并且包括多个能设置在存储器壳体的容纳空间中的存储单体，在这些存储单体中能存储电能，其特征在于，所述壳体元件(1)具有由轻金属制成的基板(2)，该基板至少在部分区域(T)中设有由钢制成的加强板(4)并且由此得到加强，所述加强板通过弹性体(5)与基板(2)的所述部分区域(T)粘接。
2.根据权利要求1所述的壳体元件(1)，其特征在于，所述加强板(4)通过所述弹性体(5)与基板(2)电隔离。
3.根据权利要求1或2所述的壳体元件(1)，其特征在于，所述基板(2)的最大壁厚小于5mm。
4.根据前述权利要求中任一项所述的壳体元件(1)，其特征在于，所述基板(2)具有与所述部分区域(T)和加强板(4)连接的、围绕整个部分区域(T)和整个加强板(4)延伸的另外的部分区域(T2)，所述另外的部分区域没有加强元件。
5.根据前述权利要求中任一项所述的壳体元件(1)，其特征在于，所述壳体元件(1)具有侧壁(9)，所述侧壁突出于基板(2)和加强板(4)，由此，所述侧壁(9)和加强板(4)至少部分地限定容纳空间，在各所述侧壁(9)之间且在基板(2)上设置有至少一个从一个侧壁(9)连续延伸到另一个侧壁(9)并且由此将容纳空间划分为两个部分空间(UT)的支杆(12)，该支杆与侧壁(9)连接，由此，各侧壁(9)通过支杆(12)相互连接。
6.根据权利要求4和5所述的壳体元件(1)，其特征在于，所述支杆(12)设置在所述另外的部分区域(T2)的一部分(TE)上。
7.根据前述权利要求中任一项所述的壳体元件(1)，其特征在于，所述加强板(4)仅通过借助于弹性体(5)实现的粘合与基板(2)连接。
8.根据前述权利要求中任一项所述的壳体元件(1)，其特征在于，所述轻金属是铝。
9.机动车，所述机动车具有至少一个根据前述权利要求中任一项所述的壳体元件(1)。
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