CN118355537A - 用于蓄电池的壳体、蓄电池和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的蓄电池(2)的壳体(1)以及一种蓄电池和一种车辆。所述壳体包括：保持架(3)，蓄电池(2)的单体(5)被夹紧在所述保持架中；电气和电子构件(11)；以及外壳(4)，所述外壳包围带有蓄电池(2)的保持架(3)和所述构件。所述壳体(1)应改善成，使得该壳体满足关于机械安全性和热安全性的要求，在这种情况下能价格便宜地制造且不需要外部冷却。这通过在保持架(3)的外侧上布置多个间隔保持件(6)来实现。

Description

用于蓄电池的壳体、蓄电池和车辆

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的蓄电池的包括保持架的壳体。此外，本发明涉及一种具有这样的壳体的蓄电池以及一种机动车。

背景技术

这样的用于蓄电池的壳体本身是已知的并且安装在机动车中，在所述壳体中布置有锂离子蓄电池。这当前是具有全电动驱动装置或混合动力驱动装置的机动车。锂离子蓄电池对于损坏是敏感的并且于是可能容易发生火灾，所述火灾实际上不能被扑灭。因此，应保护蓄电池免受机械损坏，从而无损地承受住以12t的力撞击柱子。为此，蓄电池由相应的外壳包围。所述外壳例如由实心的铝压铸件制成，这是耗费的且需要具有相应重量的大量材料。

此外，蓄电池是热敏感的并且必须保护蓄电池免受过高的热。所述热可以例如是内燃机的废热或在充电或放电过程中来自蓄电池运行的热。因此，具有高功率的蓄电池通常必须主动地借助于例如冷却水循环来冷却，这同样需要相应的耗费。

(如在机动车中使用的)具有较高的电容和/或电压的锂离子蓄电池包括多个单体，这些单体组合成一个组。为此布置有保持架，所述单体被夹紧到所述保持架中，从而能接纳其尺寸例如在充电、放电时以及由于老化而造成的(可逆的和不可逆的)变化。

蓄电池的各单体相互电串联和/或并联地连接并且借助于单体连接器电路板以及导线束连接到电池管理系统(BMS)上。

铅酸蓄电池目前优选地用作机动车中的起动器电池。可预见的是，不再允许使用铅酸蓄电池，使得其被锂离子蓄电池替代。因为起动器电池具有相对小的电容并且相应地产生少量废热，所以在此仅需要保护免受内燃机的废热。在已知的壳体中，由于其实心的设计方案结合好的导热性，需要设置主动冷却或热隔离。

发明内容

因此，本发明的任务在于，提供一种用于机动车的蓄电池的壳体，所述壳体满足所述要求并且在这种情况下能价格便宜地制造且不需要外部冷却或热隔离。

所述任务通过一种根据权利要求1所述的壳体来解决。此外，所述任务通过一种具有这样的壳体的蓄电池和通过一种具有这样的蓄电池的车辆来解决。本发明的有利的设计方案相应是从属权利要求的技术方案。

本发明特别有利地确定用于如下蓄电池，所述蓄电池在充电和放电时仅产生小的固有热并且在所述蓄电池中高负载仅在时间上有限地出现。这样的蓄电池例如是用于机动车的起动器电池。

在对于夹紧单体而言本来就需要的保持架的外侧上布置有多个间隔保持件。这些间隔保持件规则地间隔开距离并且具有如下高度，所述高度允许在间隔保持件以及外壳之间并且因此在保持架以及外壳之间的非常小的间隙。由此，在材料耗费低的情况下实现如下结构，所述结构在保持架与外壳的相互作用下实现壳体的高度稳定性。不仅保持架而且外壳可相应地由相对薄的板材、例如板材厚度为0.2毫米至1毫米的板材制成。间隔保持件可被压入到保持架的板材中。有利地，间隔保持件通过对保持架和/或外壳的板材进行深冲压制来构成。

上述特征允许壳体的特别简单以及价格便宜的制造。相对于传统的保持架的额外耗费是非常低的。

此外，间隔保持件使得在保持架与外壳之间形成气垫，所述气垫实现好的热隔离。由此，机动车的内燃机的仅少量的废热到达蓄电池，从而省去耗费的主动冷却。

因此，用于蓄电池的如下壳体总体上能简单且价格便宜地制造，所述壳体满足对机械稳定性的要求并且不需要另外的用于其安全运行的装置。

在一个设计方案中，保持架卡锁在外壳中。这便利于装配；因为带有单体和电气和/或电子构件的保持架仅须推入到外壳中并且随后通过卡锁在没有其它辅助的情况下可靠地固定。所述卡锁例如借助于在外壳中、例如在端侧上布置在内部的凹槽和在保持架的外侧上相应的弹性支承的卡锁凸起部(Rastnasen)来实现。

在另一个设计方案中，外壳两件式地制造。由此，在装配时仅须处理少量部件。

有利地，下部区域由板材制成，其中，所述下部区域构造用于接纳保持架。有利地，保持架至少局部地加载有另外的板材，其中，所述另外的板材布置在保持架与外壳之间，并且所述另外的板材构造有一个或多个间隔保持件。间隔保持件优选地通过深冲方法被引进到所述另外的板材中。间隔保持件有利地构造为在侧面上的突出部，其中，所述突出部有利地构成保持架与外壳的机械连接结构。

在另一个设计方案中，外壳通过由板材制成的经深冲的槽和由塑料制成的用于封闭槽的盖来形成。这些部件能简单且价格便宜地制造并且具有相对小的重量。根据盖在槽上的固定方式，对应的边缘相应地成形。特别有利地，这样的壳体在具有高度稳定性的同时具有小的重量。

在另一个设计方案中，盖能密封地固定粘接在槽上。这进一步便利于装配。槽的上边缘在这种情况下例如直接或间接具有用于接纳粘合剂和盖边缘的沟槽。

有利地，保持架构造用于接纳电气或电子构件。这样的电气或电子构件例如是电池控制器或电池管理系统(BMS)、插塞连接器或传感器。

在另一个设计方案中，在外壳的壁中布置有破裂盘(Berstscheibe)。由此可靠地防止在壳体中出现高压。优选地，破裂盘在这种情况下布置在盖中。

在另一个设计方案中，保持架由四个板材形成，这些板材根据蓄电池的外部形状来确定尺寸并且相互连接。保持架的底部于是在大多数情况下是开放的；宽侧部在其下端部处向内弯曲成，使得其形成用于单体的端部区域的托架。这允许实现用于保持架的模块化系统，以适配于蓄电池的不同尺寸。

有利地，保持架包括多个板材，其中，所述板材构成侧部以及可选地构成保持架的底部。

有利地，板材连接成，使得所述板材构成在上部开放的长方体，其中，所述长方体构造用于接纳单体。有利地，所述板材分别具有至少一个突出部作为间隔保持件，使得所述另外的板材不是必需的。

有利地，间隔保持件可相应地施加到保持架的外侧上，使得保持架实施为在引进到外壳中之后与内壁间隔开距离的。

相应的间隔保持件可构造为圆柱体、棱锥体、有利地构造为棱锥体部段或锥体或截锥体以及长方体。特别有利地，间隔保持件用于保持架与外壳的固定连接，例如通过粘接连接。

附图说明

根据所附示意图在下文中更详细地阐释本发明。在附图中：

图1示出带有夹紧在其中的单体的保持架的透视图；

图2示出插入到槽中的图1的保持架的竖直的纵剖视面；

图3示出图2的保持架和槽在卡锁的区域中的竖直的剖视图作为细节；和

图4示出包括保持架和蓄电池的封闭的壳体的剖视图。

具体实施方式

如由图1至图4可见的那样，用于机动车的蓄电池2的壳体1具有保持架3和外壳4。蓄电池2由多个(在此为四个)单体5组成，这些单体相互电连接。蓄电池2例如是锂离子蓄电池2。

保持架3例如由三个、四个或五个板材形成，这些板材组合地形成一个空心的向上开放的长方体；在四个板材的情况下长方体向下也基本上是开放的。各板材相应地借助于例如焊接、铆接、粘接、咬合连接(咬口连接)或螺纹连接相互连接。在其尺寸方面，保持架3与蓄电池2相协调，使得后者弹性地夹紧在保持架3中并且在这种情况下保持架3能接纳单体5的膨胀。

在保持架3的外侧上布置有多个间隔保持件6。如在附图中示出的那样，一方面对于保持架3的纵向侧部3a和另一方面对于其宽侧部3b以及底部3c，这些间隔保持件可构造和/或布置成不同的。纵向侧部3a和宽侧部3b与单体5的尺寸有关。间隔保持件6在此具有圆形的横截面以及预定的长度(这是垂直于板材的主面的延伸部)并且以规则的样式分布在纵向侧部3a或宽侧部3b上。

在示出的实施例中，宽侧部3b的间隔保持件不仅在其长度方面而且在其直径方面都小于纵向侧部3a的间隔保持件。间隔保持件6对于所述侧部中的每一侧部都单独具有均匀的相互间的距离。

间隔保持件6在此通过以相应的冲模进行压制而加工到板材中。这具有的优点在于，间隔保持件6能简单且价格便宜地制造并且间隔保持件不引起附加的重量。

替代地，间隔保持件6具有任意其他形状，由轻的形状稳定的材料制成并且例如粘接到板材的外侧上。

所有间隔保持件6的自由的(亦即向外指向的)端部对于保持架3的所述侧部中的每一侧部都单独位于在一个平面中。

在三个板材的情况下，保持架3的宽侧部3b和底部3c由一个唯一的板材U形地弯曲而成。为此，该板材被两次相应地弯折90°；U部的基底在此形成底部3c并且相应地具有向下指向的间隔保持件6。纵向侧部3a固定在宽侧部3b之间。

在四个板材的情况下，保持架3的底部3c基本上是开放的。宽侧部3b在其根据附图的下部区域中与间隔保持件6的纵向延伸部相反地弯曲90°，其中，至少一排间隔保持件6向下指向。单体5以其下端部放置在弯曲的区域上。

在五个板材的情况下，所述侧部中的每一侧部都由单独的板材制成。各板材相互连接成向上开放的长方体。保持架3也可由一个或两个板材形成。

纵向侧部3a的板材无论如何在其四个侧部区域中的每个侧部区域中倒角，使得倒角的侧部区域的自由端部位于所配属的间隔保持件6的自由端部的平面中。

在保持架3的所述宽侧部3b中的每个宽侧部上间隔地布置有两个卡锁凸起部7，所述卡锁凸起部由所属的板材形成。对于所述卡锁凸起部7中的每个卡锁凸起部，加入有两个(关于向上开放的保持架3)竖直的连续的缝隙，所述缝隙在宽侧部3b的上部区域中、在此在两个竖直相邻的间隔保持件6之间延伸。

所述卡锁凸起部7中的每个卡锁凸起部位于中央地布置在两个水平相邻的间隔保持件6之间并且从如下平面突出，所述平面延伸通过间隔保持件6的自由端部。在所述缝隙之间，板材的相应的部分在纵剖面中波浪状地在朝向间隔保持件6的自由端部的平面的方向上弯曲，使得一方面卡锁凸起部7形成更高的波浪部并且因此从所述平面突出，并且另一方面其他波浪部形成用于卡锁凸起部7的有弹性的元件。这在图3中可特别好地看到。

外壳4完全包围保持架3、蓄电池2以及构件11并且由槽8和盖9形成。

槽8是方形的且向上开放的。槽在其尺寸方面确定尺寸成，使得槽能以小的或最小的侧向间隙接纳带有蓄电池2的保持架3。在此，槽8一件式地由一个板材板冲压而成。其上部区域构造用于接纳盖9。用于旋入螺钉的洞是冲孔或钻孔而成的。

在槽8的与保持架3的所述宽侧部3b之一相配的每个侧壁中压入有水平的凹槽10，所述凹槽与相应的卡锁凸起部7对应。这意味着：如果保持架3(连同蓄电池2)插入到槽中，那么卡锁凸起部7嵌接到相配的凹槽10中并且阻止保持架3在槽8中无意地竖直移动。尽管如此，可行的是，利用相应的工具和力消耗将保持架3从槽8取出。由此，整个壳体1是可再利用的。

通过压入凹槽10，在槽8的外部上形成隆起部，所述隆起部便利于操作壳体1并且因此也便利于操作即可使用的蓄电池2。

在槽8的所述侧壁之一中加入有连续的开口，所述开口用破裂盘来封闭。优选地，破裂盘布置在盖9中，因为这可更简单地制造。

盖9由塑料例如以注塑成型的方式制成并且具有用于接纳电气和/或电子构件、如单体连接器电路板、BMS和销栓端子排的空腔。盖9可具有用于密封壳体1的集成的密封件并且能借助于螺钉以封闭所述槽的方式固定在槽8上。所述构件简化地概括地作为方框示出。销栓端子排的销栓穿过盖9向外引导，从而能连接机动车的车载电气设备。

为了装配成即可使用的蓄电池2提供单体5、所述构件以及预制地提供保持架3和盖9。

单体5以需要的数量和方向被夹紧在保持架3中。带有蓄电池2的保持架3被推入到槽8中，其中，卡锁凸起部7卡锁在凹槽10中。单体连接器电路板、BMS和销栓端子排装配并且电连接在蓄电池2上。最后，放上盖9并且借助于粘接剂将其密封地固定。

总之，本发明尤其是涉及一种用于机动车的蓄电池2的壳体1，所述壳体包括：保持架3，蓄电池2的单体5被夹紧在所述保持架中；电气和电子构件11；以及外壳4，所述外壳包围带有蓄电池2的保持架3和所述构件。壳体1应改善成，使得其满足关于机械安全性和热安全性的要求，在这种情况下能价格便宜地制造并且不需要外部冷却。这通过在保持架3的外侧上布置多个间隔保持件6来实现。

附图标记列表

1 壳体

2 蓄电池

3 保持架

3a 纵向侧部

3b 宽侧部

3c 底部

4 外壳

5 单体

6 间隔保持件

7 卡锁凸起部

8 槽

9 盖

10 凹槽

11 构件

Claims (9)

1.用于车辆的蓄电池(2)的壳体(1)，所述壳体：

包括保持架(3)，所述蓄电池(2)的单体(5)被夹紧在所述保持架中；

可选地包括电气和电子构件；和

包括外壳(4)，所述外壳包围带有蓄电池(2)的保持架(3)以及可选地包围所述构件，

其特征在于，在所述保持架(3)的外侧上布置有多个间隔保持件(6)。

2.根据权利要求1所述的壳体(1)，其特征在于，所述保持架(3)卡锁在所述外壳(4)中。

3.根据权利要求1或2所述的壳体(1)，其特征在于，所述外壳(4)两件式地制造。

4.根据权利要求1至3之一所述的壳体(1)，其特征在于，所述外壳(4)通过由板材制成的经深冲的槽(8)和由塑料制成的用于封闭槽(8)的盖(9)来形成。

5.根据权利要求4所述的壳体(1)，其特征在于，所述盖(9)能密封地固定粘接在所述槽(8)上。

6.根据权利要求1至5之一所述的壳体(1)，其特征在于，在所述外壳(4)的壁中布置有破裂盘。

7.根据权利要求1至6之一所述的壳体(1)，其特征在于，所述保持架(3)由四个板材形成，这些板材根据蓄电池(2)的外部形状来确定尺寸并且相互连接。

8.蓄电池、尤其是用于车辆的蓄电池，所述蓄电池包括根据上述权利要求之一所述的壳体。

9.车辆、尤其是机动车，所述车辆具有根据上述权利要求所述的蓄电池。