CN220106651U - 用于至少部分电驱动的机动车辆的电池装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于至少部分电驱动的机动车辆的电池装置(1)，其具有冷却装置(10)和电池壳体(3)，所述冷却装置具有用于直接冷却电池单元(2)的冷却剂回路(11)，所述电池壳体具有用于接收电池单元(2)的壳体空间(13)。壳体空间(13)提供冷却剂回路(11)的一部分，使得冷却剂能够直接围绕电池单元(2)流动。冷却装置(10)包括布置在电池壳体(3)上的端子装置(4)，冷却剂能够经由所述端子装置引入电池壳体(3)中或从电池壳体(3)排出。端子装置(4)为电池壳体(3)提供脱气开口(5)。在壳体空间(13)中的过压的情况下，脱气开口(5)借助于至少一个断裂装置(6)打开。

Description

用于至少部分电驱动的机动车辆的电池装置
技术领域
本实用新型涉及一种用于至少部分电驱动的机动车辆的电池装置，并且包括具有用于直接冷却电池单元的冷却剂回路的至少一个冷却装置。电池装置包括至少一个电池壳体，所述至少一个电池壳体具有用于接收电池单元的壳体空间。壳体空间提供冷却剂回路的一部分，使得冷却剂能够直接围绕电池单元的至少各部分流动。
背景技术
例如从DE 10 2020 101 266 B3已知具有直接冷却电池单元的电池装置。
在故障的情况下，并且例如在电池单元的所谓的热失控的情况下，通常产生大量气体，所述气体必须从电池单元导出并且还从壳体导出。气体经由电池壳体中的开口从电池壳体排放。
DE 10 2012 018 048 A1公开了一种具有电池壳体的电池，在所述电池壳体中布置有用于脱气的开口。此外，电池单元包括断裂装置，在故障的情况下，气体可以经由所述断裂装置从壳体空间的内部进入壳体空间。然后位于壳体空间中的气体经由电池壳体中的开口排放到环境中。
AT 514746 A1公开了一种具有两个冷却剂端子的端子单元，每个冷却剂端子具有两个端部。一个相应的端部连接到热交换器。另一相应端部连接到电池的冷却系统。端子单元分别以管状方式构造并且布置在罐状基体上。基体紧固到电池壳体，并且可以包括用于收集冷凝水的区域，所述冷凝水在电池壳体中的操作期间形成。冷凝水可以经由基体中的出口排放。基体可以包括断裂装置，在故障的情况下，气体可以经由所述断裂装置从电池壳体移除。
在冷却剂不与电池单元或壳体空间直接接触并且处于气密密封的冷却回路中的常规冷却系统中，这样的脱气选项通常是可能的而没有复杂性。然而，在直接冷却电池的情况下，用于脱气的开口必须用巨大的构造努力来密封。这是因为它们不是简单地需要闭合壳体空间，而是必须以压力密封的方式牢固地密封壳体空间以抵抗冷却剂。
实用新型内容
因此，本实用新型解决的问题是提供一种与之相比改进的电池装置。该解决方案应当可靠地密封，并且应当能够在故障的情况下可靠地脱气。同时，该解决方案在构造和制造经济方面应当是省力的，并且以节省空间的方式是可替换的。
该问题通过具有下文所述特征的电池装置来解决。本实用新型的优选进一步改进也在下文中描述。在一般描述和实施例示例的描述中公开了本实用新型的附加优点和特征。
根据本实用新型的电池装置被提供用于至少部分电动驱动的机动车辆。电池装置包括至少一个冷却装置，所述至少一个冷却装置具有用于直接冷却电池单元的冷却剂回路。电池装置包括至少一个电池壳体，所述至少一个电池壳体具有用于接收电池单元的壳体空间。壳体空间提供冷却剂回路的一部分，使得冷却剂能够直接围绕电池单元的至少各部分流动。冷却装置包括布置在电池壳体上的至少一个端子装置。经由端子装置，冷却剂能够被引入电池壳体中或从电池壳体排出。端子装置为电池壳体提供至少一个脱气开口(在故障的情况下可以打开，并且在正常操作中关闭)。脱气开口特别地集成到端子装置中。端子装置适合并且构造成以便在壳体空间中的(限定)过压下借助于至少一个断裂装置打开脱气开口并且将气体以及冷却剂排出壳体空间。
根据本实用新型的电池装置提供许多优点。具有其集成脱气开口的端子装置提供显著的优点，使得气体和冷却剂可以经由端子装置一起从电池壳体排放。因此冷却装置也用于使壳体空间脱气。还特别有利的是端子装置借助于断裂装置打开脱气开口。在本实用新型中可以省略必须在构造上引入电池壳体中的另外的阀或开口。同时，确保在故障的情况下安全且可靠地脱气。利用本实用新型，节省了构造空间、重量和部件。
优选地，端子装置包括至少一个端子单元，所述至少一个端子单元可以流体连接到引导装置和电池壳体。特别地，端子单元可以借助于至少一个紧固单元紧固到电池壳体。紧固单元特别地固定地连接到端子单元。紧固单元可以一体地形成在端子单元上。然后，紧固单元特别地可脱离地紧固到电池壳体。例如，紧固单元可以包括螺纹或如此构造。紧固单元也可以固定地连接到电池壳体。然后，紧固单元特别地可脱离地紧固到端子单元。
在有利的构造中，断裂装置至少集成到紧固单元中。特别地，断裂装置至少由紧固单元提供。优选且有利的是，紧固单元可通过壳体空间中的限定过压至少部分地从端子单元和/或电池壳体脱离。特别地，因此可以打开脱气开口。紧固单元与端子单元和/或电池壳体的脱离可以是非破坏性的，或者在故障的情况下可以涉及紧固单元的破坏。
优选地，紧固单元可以通过壳体空间中的限定过压破坏。优选地，这使端子单元与电池壳体流体分离。特别地，这导致端子单元和电池壳体之间的泄漏。还可能的是端子单元可以通过限定过压与电池壳体流体分离而不会破坏紧固单元。例如，端子单元可以以非破坏性方式从电池壳体脱离。
在优选且有利的进一步改进中，紧固单元可以通过壳体空间中的限定过压破坏，使得(由于破坏)为脱气开口产生的流动横截面大于端子单元的流动横截面。特别地，脱气开口的流动横截面比端子单元的流动横截面大至少1.5倍，并且优选地大至少两倍，并且更优选地大至少四倍，或者大许多倍。特别地，端子单元的流动横截面对应于端子单元的连接通道的净宽度。
在有利的进一步改进中，紧固单元包括至少一个螺纹连接部。特别地，紧固单元借助于螺纹连接部旋拧到电池壳体和/或端子单元。优选地，螺纹连接部适合并且构造成以便在壳体空间中的限定过压下失效，特别是撕裂。
在同样有利且优选的构造中，断裂装置至少集成到端子单元中。特别地，断裂装置至少由端子单元提供。优选地，端子单元包括至少一个连接通道，冷却剂可以流动通过所述连接通道。优选地，连接通道的至少一个通道壁可以通过壳体空间中的限定过压破坏。特别地，脱气开口由此被打开。连接通道特别是冷却剂回路的一部分。特别地，连接通道在电池壳体和引导装置之间延伸。
优选地，通道壁的壁厚有针对性地减小。特别地，壁厚的减小构造成使得减小在壳体空间中的限定过压时导致通道壁的失效。通道壁还可以包括另一合适的材料的弱化部。
特别地，端子单元和引导装置借助于至少一个联接单元以不透流体的方式保持在一起。当断裂装置至少集成到联接单元中时是优选且有利的。特别地，断裂装置至少由联接单元提供。优选地，联接单元适合并且构造成以便在壳体空间中的限定过压下使所述端子单元与引导装置流体分离并且优选地脱离。
在特别有利的设计中，联接单元以力配合的方式将引导装置固定到端子单元。优选地，力配合可以通过壳体空间中的限定过压释放。另外或替代地，联接单元还可以以形配合的方式将引导装置固定到端子单元。特别地，形配合可以通过壳体空间中的限定过压释放。
联接单元特别地由软管喷嘴提供或包括软管喷嘴中的至少一个。特别地，引导装置包括至少一个软管或如此构造。特别地，软管可以被推动到软管喷嘴上(以力配合和/或形配合的方式)和/或插入软管喷嘴中。软管可以优选地通过壳体空间中的限定过压与软管喷嘴脱离。
特别地，引导装置包括可以连接到端子单元的至少一个软管。引导装置还可以包括可以连接到端子单元的管。引导装置可以是至少部分挠性的和/或刚性的。
引导装置和端子单元以及紧固单元和电池壳体特别地彼此流体连接并且流体连接到冷却剂回路的一部分，并且可以优选地构造成使得冷却剂可以围绕其至少各部分流动。
在正常状态下或在壳体空间中具有限定过压的故障之前，断裂装置特别是完整的并且关闭脱气开口。在壳体空间中具有限定过压的情况下，优选地影响断裂装置，使得脱气开口被打开或敞开。特别地，断裂装置和脱气开口都集成到端子装置中。特别地，脱气开口由端子装置中的故意泄漏提供。特别地，脱气开口的打开通过在端子装置中特定地产生泄漏而发生。
在本实用新型的上下文中，关于压力和紧密度以及其他要求的信息特别地涉及在正确操作期间或在故障的情况下占优势的压力条件。当在本实用新型的上下文中提及脱气时，其特别意指在故障的情况下以及例如在热失控的情况下的脱气。特别地，脱气开口在正常操作期间总是关闭的。特别地，在电池故障的情况下，特别是在热失控的情况下出现的条件下，脱气开口仅以压力启动的方式和/或以温度启动的方式打开。当脱气开口打开时，气体和冷却剂可以通过脱气开口从壳体空间逸出。壳体空间中的限定过压特别地对应于在故障期间预期的过压的极限值，所述极限值不应被超过。
特别地，电池装置包括至少一个馈送连接部和至少一个泄放连接部。馈送连接部可以构造为根据本实用新型的端子装置和/或泄放连接部可以构造为根据本实用新型的端子装置。然后电池装置特别地包括至少两个端子装置。端子装置可以相同地构造，或者可以在其先前描述的构造方面不同。
特别地，电池装置构造为牵引电池或牵引电池的至少一部分。电池装置优选地构造为电池模块。电池模块特别是具有多个互连电池模块的电池组件的一部分。电池组件可以构造为牵引电池。电池组件可以包括主壳体，电池模块容纳在所述主壳体中。
电池装置特别是在电化学基础上储存电能。附加地或替代地，电池装置还可以将电能储存在电场中。然后电池装置构造为例如电容器装置，或者构造为混合电容器。电池单元特别地构造为电化学单元和/或电容器。电池装置特别是可再充电的。冷却剂可以直接围绕电池单元的至少各部分流动。电池单元固定在电池壳体中，特别地漂浮在冷却剂中。
总体上，本实用新型在此公开下述1的技术方案，下述2-11为优选技术方案：
1.一种用于至少部分电驱动的机动车辆的电池装置(1)，包括至少一个冷却装置(10)和至少一个电池壳体(3)，所述至少一个冷却装置具有用于直接冷却电池单元(2)的冷却剂回路(11)，所述至少一个电池壳体具有用于接收所述电池单元(2)的壳体空间(13)，其中所述壳体空间(13)提供所述冷却剂回路(11)的一部分，使得冷却剂能够直接围绕所述电池单元(2)的至少各部分流动，其中所述冷却装置(10)包括布置在所述电池壳体(3)上的至少一个端子装置(4)，冷却剂能够经由所述端子装置引入所述电池壳体(3)中或从所述电池壳体(3)排出，
其特征在于，
所述端子装置(4)为所述电池壳体(3)提供至少一个脱气开口(5)，并且适合且构造成以便在所述壳体空间(13)中过压的情况下借助于至少一个断裂装置(6)打开所述脱气开口(5)，并且将气体以及冷却剂释放出所述壳体空间(13)。
2.根据前述方案1所述的电池装置(1)，其中所述端子装置(4)包括至少一个端子单元(14)，所述至少一个端子单元能够流体连接到引导装置(7)和所述电池壳体(3)，并且其中所述端子单元(14)能够借助于至少一个紧固单元(24)紧固到所述电池壳体(3)。
3.根据前述方案2所述的电池装置(1)，其中所述断裂装置(6)至少集成到所述紧固单元(24)中，并且其中所述紧固单元(24)通过所述壳体空间(13)中的限定过压能够至少部分地从所述端子单元(14)和/或所述电池壳体(3)脱离。
4.根据前述方案2或3所述的电池装置(1)，其中所述紧固单元(24)能够被所述壳体空间(13)中的限定过压破坏，使得所述端子单元(14)与所述电池壳体(3)流体分离。
5.根据前述方案4所述的电池装置(1)，其中所述紧固单元(24)能够被破坏，使得为所述脱气开口(5)产生的流动横截面(15)大于所述端子单元(14)的流动横截面(140)。
6.根据四个前述方案2-5中的一项所述的电池装置(1)，其中所述紧固单元(24)包括螺纹连接部(240)，并且所述紧固单元经由所述螺纹连接部旋拧在所述电池壳体(3)上或所述端子单元(14)上，并且其中所述螺纹连接部(240)适合且构造成以便在所述壳体空间(13)中的限定过压时失效。
7.根据前述方案1-6中的一项所述的电池装置(1)，其中所述断裂装置(6)至少集成到所述端子单元(14)中，并且其中所述端子单元(14)包括连接通道(34)，冷却剂能够流动通过所述连接通道，并且其中所述连接通道(34)的通道壁(340)能够被所述壳体空间(13)中的限定过压破坏。
8.根据前述方案7所述的电池装置(1)，其中所述通道壁(340)具有针对性地减小的壁厚。
9.根据前述方案1-8中的一项所述的电池装置(1)，其中所述端子单元(14)和所述引导装置(7)借助于至少一个联接单元(44)以不透流体方式保持在一起，并且其中所述断裂装置(6)至少集成到所述联接单元(44)中，并且其中所述联接单元(44)适合并且构造成以便在所述壳体空间(13)中的限定过压时使所述端子单元(14)与所述引导装置(7)流体分离。
10.根据前述方案9所述的电池装置(1)，其中所述联接单元(44)以力配合的方式将所述引导装置(7)固定到所述端子单元(14)，并且其中所述力配合能够通过所述壳体空间(13)中的限定过压释放。
11.根据两个前述方案9-10中的一项所述的电池装置(1)，其中所述联接单元(44)由软管喷嘴(440)提供，并且其中所述引导装置(7)包括软管(17)，所述软管能够滑动到所述软管喷嘴(440)上，并且其中所述软管(17)能够通过所述壳体空间(13)中的限定过压与所述软管喷嘴(440)脱离。
附图说明
本实用新型的另外的优点和特征从实施例示例中得出，所述实施例示例在下面参考附图进行描述。
附图示出：
图1在俯视平面图中示出了根据本实用新型的电池装置的纯示意图；以及
图2示出了图1的电池装置的详细图示；以及
图3示出了图1的电池装置的构造的详细图示。
具体实施方式
图1示出了根据本实用新型的电池装置1，所述电池装置具有电池壳体3和用于直接冷却电池单元2的冷却装置10。电池壳体3在此示出为没有顶盖，使得接收在电池壳体3的壳体空间13中的部件是可见的。
在壳体空间13中容纳电池单元2，在此示出为软包电池12。中间元件22布置在电池单元2之间，可以构造为例如冷却板。排列的电池单元2和中间元件22在此固定到保持元件32。
为了将电池壳体3流体连接到冷却装置10的冷却剂回路11，电池壳体3在此配备有两个端子装置4。经由冷却剂回路11，在操作中产生的热量经由在电池壳体3中并且直接围绕电池单元2流动的冷却剂从电池单元2排放。端子装置4构造为馈送连接部。另一端子装置4构造为泄放连接部。端子装置4连接到引导装置7，这里仅示意性地绘出所述引导装置。
一个或两个端子装置4包括集成脱气开口5，经由所述集成脱气开口，电池壳体3可以在故障以及例如电池单体2的热失控的情况下脱气。在正常操作中，脱气开口5关闭。在一个或多个电池单体2的热事件中，它们放气，从而在壳体空间13中产生过压。当壳体空间13中达到一定的过压时，脱气开口5选择性地打开，并且气体以及冷却剂从壳体空间13释放。脱气开口5的打开借助于一个或多个断裂装置6进行，当达到限定过压时，所述断裂装置选择性地失效，从而导致端子装置4上的泄漏。泄漏可以允许气体和冷却剂逸出到具有较低压力的环境中。
通过与直接冷却的组合，电池单元2在此直接脱气到冷却剂中。这导致泄漏的气体与冷却剂混合。压力的突然增加需要在电池壳体3中并且因此也在冷却剂回路11中提供目标压力释放，使得部件不会不可控地爆裂。
图2示出了例如在关于图1呈现的电池装置1中使用的端子装置4的放大图示。端子装置4在此包括端子单元14，所述端子单元经由紧固单元24以不透流体方式紧固到电池壳体3。端子单元14在此经由联接单元44连接到引导装置7的软管17。在此不可见的连接通道34在端子单元14内延伸，冷却剂可以在正常操作中通过所述连接通道向外密封地流动。
断裂装置6仅作为示例在此集成到紧固单元24中。当壳体空间13中达到一定的过压时，紧固单元24由此失效，使得端子单元14从电池壳体3脱离。例如，紧固单元24配备有螺纹连接部240并旋拧到电池壳体3中。断裂装置6的失效然后对应于例如螺纹连接部240从电池壳体3撕下。
附加地或替代地，断裂装置6可以集成到端子单元14中，并且可以构造为例如连接通道34的通道壁340的壁厚的目标减小。端子单元14还可以附加地或替代地在其他地方具有用作断裂装置6的另外的弱化部。
断裂装置6也可以替代地或附加地集成到联接单元44中。例如，联接单元44包括软管喷嘴44，软管17被推动到所述软管喷嘴上。当壳体空间13中达到一定的过压时，软管17从软管喷嘴440有目标地滑动或滑移。
图3示出了具有集成在紧固单元24中的断裂装置6的端子装置4。紧固单元24由此在断裂装置6处在壳体空间13中的限定过压下断裂，使得为脱气开口5产生的流动横截面15例如比端子单元14的连接通道34的流动横截面140大许多倍。因此，更多的气体体积和冷却剂可以在更短的时间内逸出，并且可以非常快速地降低过压。断裂装置6的失效例如还可以导致整个紧固单元24从电池壳体3脱离。紧固单元24仅通过示例在此旋拧到电池壳体3。然而，其他合适的紧固手段也是可能的。
断裂装置6的先前描述的实施例均可以独立地或彼此组合地设置在端子装置4上。由于断裂装置6的失效，一个或多个脱气开口5被打开，使得可以经由端子装置4执行目标压力释放，这已经是必要的。因此，可以省略电池壳体3上的特定开口或阀。
附图标记列表：
1 电池装置
2 电池单元
3 电池壳体
4 端子装置
5 脱气开口
6 断裂装置
7 引导装置
10 冷却装置
11 冷却剂回路
12 软包电池
13 壳体空间
14 端子单元
15 流动横截面
17 软管
22 中间元件
24 紧固单元
32 保持元件
34 连接通道
44 联接单元
140 流动横截面
240 螺纹连接部
340 通道壁
440 软管喷嘴

Claims (11)

1.一种用于至少部分电驱动的机动车辆的电池装置(1)，包括至少一个冷却装置(10)和至少一个电池壳体(3)，所述至少一个冷却装置具有用于直接冷却电池单元(2)的冷却剂回路(11)，所述至少一个电池壳体具有用于接收所述电池单元(2)的壳体空间(13)，其中所述壳体空间(13)提供所述冷却剂回路(11)的一部分，使得冷却剂能够直接围绕所述电池单元(2)的至少各部分流动，其中所述冷却装置(10)包括布置在所述电池壳体(3)上的至少一个端子装置(4)，冷却剂能够经由所述端子装置引入所述电池壳体(3)中或从所述电池壳体(3)排出，
其特征在于，
所述端子装置(4)为所述电池壳体(3)提供至少一个脱气开口(5)，并且适合且构造成以便在所述壳体空间(13)中过压的情况下借助于至少一个断裂装置(6)打开所述脱气开口(5)，并且将气体以及冷却剂释放出所述壳体空间(13)。
2.根据权利要求1所述的电池装置(1)，其特征在于，所述端子装置(4)包括至少一个端子单元(14)，所述至少一个端子单元能够流体连接到引导装置(7)和所述电池壳体(3)，并且其中所述端子单元(14)能够借助于至少一个紧固单元(24)紧固到所述电池壳体(3)。
3.根据权利要求2所述的电池装置(1)，其特征在于，所述断裂装置(6)至少集成到所述紧固单元(24)中，并且其中所述紧固单元(24)通过所述壳体空间(13)中的限定过压能够至少部分地从所述端子单元(14)和/或所述电池壳体(3)脱离。
4.根据权利要求2或3所述的电池装置(1)，其特征在于，所述紧固单元(24)能够被所述壳体空间(13)中的限定过压破坏，使得所述端子单元(14)与所述电池壳体(3)流体分离。
5.根据权利要求4所述的电池装置(1)，其特征在于，所述紧固单元(24)能够被破坏，使得为所述脱气开口(5)产生的流动横截面(15)大于所述端子单元(14)的流动横截面(140)。
6.根据权利要求2或3所述的电池装置(1)，其特征在于，所述紧固单元(24)包括螺纹连接部(240)，并且所述紧固单元经由所述螺纹连接部旋拧在所述电池壳体(3)上或所述端子单元(14)上，并且其中所述螺纹连接部(240)适合且构造成以便在所述壳体空间(13)中的限定过压时失效。
7.根据权利要求2或3所述的电池装置(1)，其特征在于，所述断裂装置(6)至少集成到所述端子单元(14)中，并且其中所述端子单元(14)包括连接通道(34)，冷却剂能够流动通过所述连接通道，并且其中所述连接通道(34)的通道壁(340)能够被所述壳体空间(13)中的限定过压破坏。
8.根据权利要求7所述的电池装置(1)，其特征在于，所述通道壁(340)具有针对性地减小的壁厚。
9.根据权利要求2或3所述的电池装置(1)，其特征在于，所述端子单元(14)和所述引导装置(7)借助于至少一个联接单元(44)以不透流体方式保持在一起，并且其中所述断裂装置(6)至少集成到所述联接单元(44)中，并且其中所述联接单元(44)适合并且构造成以便在所述壳体空间(13)中的限定过压时使所述端子单元(14)与所述引导装置(7)流体分离。
10.根据权利要求9所述的电池装置(1)，其特征在于，所述联接单元(44)以力配合的方式将所述引导装置(7)固定到所述端子单元(14)，并且其中所述力配合能够通过所述壳体空间(13)中的限定过压释放。
11.根据权利要求9所述的电池装置(1)，其特征在于，所述联接单元(44)由软管喷嘴(440)提供，并且其中所述引导装置(7)包括软管(17)，所述软管能够滑动到所述软管喷嘴(440)上，并且其中所述软管(17)能够通过所述壳体空间(13)中的限定过压与所述软管喷嘴(440)脱离。
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