DE202021004381U1

DE202021004381U1 - Batteriepack, Fahrzeug und elektronisches Gerät mit einem solchen Pack

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Publication number: DE202021004381U1
Application number: DE202021004381.0U
Authority: DE
Original assignee: LG Energy Solution Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2020-09-04
Filing date: 2021-09-03
Publication date: 2024-01-24
Anticipated expiration: 2031-09-04
Also published as: KR20220031530A; JP2023508274A; CN114930623A; JP7463516B2; US20230335846A1; WO2022050780A1; EP4068480A1

Abstract

Batteriepack, der umfasst:
eine Vielzahl von Batteriemodulen;
eine Grundplatte, auf der die Vielzahl von Batteriemodulen angeordnet ist;
einen vorderen Rahmen, der einen vorderen Abdeckabschnitt, der eine Vorderseite der Grundplatte abdeckt, und einem vorderen Plattenabschnitt umfasst, der sich von einer Seite des vorderen Abdeckabschnitts nach hinten erstreckt, wobei der vordere Abdeckabschnitt und der vordere Plattenabschnitt einteilig ausgebildet sind;
einen hinteren Rahmen, der einen hinteren Abdeckabschnitt, der eine Rückseite der Grundplatte abdeckt, und einem hinteren Plattenabschnitt umfasst, der sich von einer Seite des hinteren Abdeckabschnitts nach vorne erstreckt, wobei der hintere Abdeckabschnitt und der hintere Plattenabschnitt einteilig ausgebildet sind;
einen ersten Seitenrahmen, der eine linke Seite der Grundplatte abdeckt; und
einen zweiten Seitenrahmen, der eine rechte Seite der Grundplatte abdeckt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Batteriepack, ein Fahrzeug, das denselben enthält, und ein elektronisches Gerät, das den Batteriepack enthält, und insbesondere auf einen Batteriepack mit erhöhter Sicherheit gegen äußere Einwirkungen, ein elektronisches Gerät, das denselben enthält, und ein Fahrzeug.
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2020-0113233 , die am 4. September 2020 in der Republik Korea eingereicht wurde.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Da in letzter Zeit die Nachfrage nach tragbaren elektronischen Produkten wie Laptops, Videokameras, Mobiltelefonen usw. rapide gestiegen ist und die Entwicklung von Elektrofahrzeugen, Energiespeicherbatterien, Robotern, Satelliten usw. mit Nachdruck begonnen hat, wird aktiv an Sekundärbatterien mit hoher Leistungsfähigkeit geforscht, die wiederholt geladen und entladen werden können.
Zu den derzeit im Handel erhältlichen Sekundärbatterien gehören Nickel-Cadmium-Batterien, Nickel-Wasserstoff-Batterien, Nickel-Zink-Batterien, Lithium-Sekundärbatterien usw. Da Lithium-Sekundärbatterien im Vergleich zu Sekundärbatterien auf Nickelbasis fast keinen Memory-Effekt haben, wurden Lithium-Sekundärbatterien aufgrund ihrer Vorteile wie freie Auf- und Entladung, sehr geringe Selbstentladung und hohe Energiedichte, in den Vordergrund gestellt.
Eine solche Lithium-Sekundärbatterie verwendet hauptsächlich Oxide auf Lithiumbasis und Kohlenstoffmaterialien als aktive Materialien für die positive Elektrode bzw. als aktive Materialien für die negative Elektrode. Die Lithium-Sekundärbatterie umfasst auch eine Elektrodenbaugruppe, in der eine positive Elektrodenplatte und eine negative Elektrodenplatte, auf die ein aktives Material der positiven Elektrode bzw. ein aktives Material der negativen Elektrode aufgebracht sind, mit einem dazwischen angeordneten Separator angeordnet sind, sowie ein Hüllenmaterial, d. h. ein Batteriegehäuse, das die Baugruppe zusammen mit einer Elektrolytlösung abdichtet und aufnimmt.
Darüber hinaus können Lithium-Sekundärbatterien je nach Form des Hüllenmaterials in eine Dosen-Sekundärbatterie, bei der die Elektrodenanordnung in eine Metalldose eingebettet ist, und eine Sekundärbatterie vom Beuteltyp (Pouch-Typ), bei der die Elektrodenanordnung in einem Beutel aus einem Aluminiumlaminat eingebettet ist, unterteilt werden.
Insbesondere die Nachfrage nach Batteriepacks mit großer Kapazität für Elektrofahrzeuge usw. hat in letzter Zeit zugenommen. Wenn das Fahrzeug mit einem externen Objekt kollidiert, kann sich der Aufprall bei einem solchen, in einem Fahrzeug montierten Batteriepack mit großer Kapazität sogar auf einen Batteriepack innerhalb der Fahrzeugkarosserie übertragen. Wenn ein solch starker Aufprall auf den Batteriepack erfolgt, kann eine Vielzahl von Batteriemodulen beschädigt und mit externen Komponenten kurzgeschlossen oder untereinander kurzgeschlossen werden, wodurch ein hohes Risiko einer Explosion des Batteriemoduls oder des Ausbruchs eines Feuers besteht.
Dementsprechend hat sich in letzter Zeit eine Technologie als wichtiger Faktor erwiesen, die in der Lage ist, eine Vielzahl von Batteriemodulen, die in einem Batteriepack montiert sind, sicher vor äußeren Einflüssen zu schützen.
OFFENBARUNG
Technisches Problem
Die vorliegende Offenbarung soll die Probleme des Standes der Technik lösen, und daher ist die vorliegende Offenbarung auf die Bereitstellung eines Batteriepacks mit erhöhter Sicherheit gegen einen äußeren Aufprall, eines elektronischen Geräts, das dieses enthält, und eines Fahrzeugs gerichtet.
Diese und andere Gegenstände und Vorteile der vorliegenden Offenbarung können aus der folgenden detaillierten Beschreibung verstanden werden und werden noch vollständiger aus den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung deutlich werden. Auch ist es leicht zu verstehen, dass die Gegenstände und Vorteile der vorliegenden Offenbarung durch die in den beigefügten Ansprüchen gezeigten Mittel und Kombinationen davon ausgeführt werden können.
Technische Lösung
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Batteriepack bereitgestellt, der umfasst: eine Vielzahl von Batteriemodulen; eine Grundplatte, auf der die Vielzahl von Batteriemodulen angeordnet ist; einen vorderen Rahmen, der einen vorderen Abdeckabschnitt, der eine Vorderseite der Grundplatte abdeckt, und einen vorderen Plattenabschnitt umfasst, der sich von einer Seite des vorderen Abdeckabschnitts nach hinten erstreckt, wobei der vordere Abdeckabschnitt und der vordere Plattenabschnitt einteilig ausgebildet sind; einen hinteren Rahmen, der einen hinteren Abdeckabschnitt, der eine Rückseite der Grundplatte abdeckt, und einem hinteren Plattenabschnitt aufweist, der sich von einer Seite des hinteren Abdeckabschnitts nach vorne erstreckt, wobei der hintere Abdeckabschnitt und der hintere Plattenabschnitt einteilig ausgebildet sind; einen ersten Seitenrahmen, der eine linke Seite der Grundplatte abdeckt; und einen zweiten Seitenrahmen, der eine rechte Seite der Grundplatte abdeckt.
Der vordere Rahmen kann mindestens eine Verstärkungsrippe umfassen, die so angeordnet ist, dass sie einem Raum zwischen der Vielzahl von Batteriemodulen zugewandt ist, und die sich von dem vorderen Plattenabschnitt zu dem vorderen Abdeckabschnitt erstreckt.
Der hintere Rahmen kann mindestens eine Verstärkungsrippe umfassen, die so angeordnet ist, dass sie einem Raum zwischen der Vielzahl von Batteriemodulen zugewandt ist, und die sich von dem hinteren Plattenabschnitt zu dem hinteren Abdeckabschnitt erstreckt.
Eine erste Stufenstruktur, deren Höhe stufeinweise in einer Endrichtung abnimmt, kann an beiden Enden des vorderen Abdeckabschnitts in einer Richtung von links nach rechts ausgebildet werden.
Eine zweite Stufenstruktur, deren Höhe in einer Richtung nach außen stufenweise abnimmt, kann am vorderen Ende und am hinteren Enden des ersten Seitenrahmens und des zweiten Seitenrahmens ausgebildet sein, um mit der ersten Stufenstruktur des vorderen Abdeckabschnitts verbunden zu werden.
Der vordere Rahmen kann außerdem einen ersten Vorsprung umfassen, der einen oberen Abschnitt aufweist, der relativ weiter nach vorne vorspringt als ein untere Abschnitt auf einer Vorderseite des vorderen Abdeckabschnitts.
Der hintere Rahmen kann ferner einen zweiten Vorsprung umfassen, der einen oberen Abschnitt aufweist, der relativ weiter nach hinten vorspringt als ein unterer Abschnitt auf einer Rückseite des hinteren Abdeckabschnitts.
Der vordere Abdeckabschnitt des vorderen Rahmens kann eine Vielzahl von horizontalen Rippen umfassen, die jeweils eine Plattenform aufweisen, die von der Vorderseite nach vorne vorspringen und sich in einer Richtung von links nach rechts erstrecken und in einer Richtung von oben nach unten angeordnet sind.
Unter der Vielzahl von horizontalen Rippen kann die horizontale Rippe, die sich an einem unteren Abschnitt befindet, so konfiguriert sein, dass sie eine relativ kürzere nach vorne vorspringende Länge aufweist als die horizontale Rippe, die sich an einem oberen Abschnitt befindet.
Der Batteriepack kann außerdem ein Batteriemanagementsystem (BMS) umfassen. Der vordere Abdeckabschnitt oder der hintere Abdeckabschnitt kann einen Aufnahmeraum umfassen, der mindestens einen Teil des BMS aufnimmt.
Der Batteriepack kann außerdem umfassen: eine Kühleinheit, die einen Kühlmittelkanal umfasst, der so konfiguriert ist, dass sich ein Kühlmittel bewegen kann, eine Einspritzöffnung, die so konfiguriert ist, dass das Kühlmittel in den Kühlmittelkanal eingespritzt werden kann, und eine Auslassöffnung, die so konfiguriert ist, dass das Kühlmittel aus dem Kühlmittelkanal abgelassen werden kann.
Der erste Seitenrahmen kann eine erste Verbindungsöffnung, die mit der Einspritzöffnung kommunizierend verbunden ist, und einen ersten Kühlmittelkanal umfassen, der mit der ersten Verbindungsöffnung kommunizierend verbunden ist und sich in einer Richtung von vorne nach hinten entlang eines Körpers des ersten Seitenrahmens erstreckt.
Der zweite Seitenrahmen kann eine zweite Verbindungsöffnung, die mit der Auslassöffnung kommunizierend verbunden ist, und einen zweiten Kühlmittelkanal umfassen, der mit der zweiten Verbindungsöffnung kommunizierend verbunden ist und sich in der Richtung von vorne nach hinten entlang eines Körpers des zweiten Seitenrahmens erstreckt.
In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein elektronisches Gerät bereitgestellt, das mindestens einen oben beschriebenen Batteriepack umfasst.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das mindestens einen oben beschriebenen Batteriepack umfasst.
Vorteilhafte Effekte
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst die vorliegende Offenbarung einen vorderen Rahmen, einen hinteren Rahmen, einen ersten Seitenrahmen und einen zweiten Seitenrahmen, um die Vorderseite, die Rückseite, die linke Seite und die rechte Seite des Batteriemoduls abzudecken und dadurch die Vielzahl der montierten Batteriemodule sicher vor äußeren Einwirkungen zu schützen.
Da der vordere Rahmen und der hintere Rahmen der vorliegenden Offenbarung einen vorderen Abdeckabschnitt und einen vorderen Plattenabschnitt, die einteilig ausgebildet sind, bzw. einen hinteren Abdeckabschnitt und einen hinteren Plattenabschnitt, die einteilig ausgebildet sind, aufweisen, erhöht sich im Vergleich zum Stand der Technik die Breite der Querschnitte des vorderen Rahmens und des hinteren Rahmens in einer Richtung von vorne nach hinten, so dass der Batteriepack, wenn der äußere Stoß in der Richtung von vorne nach hinten auf den Batteriepack einwirkt, eine ausreichend hohe mechanische Steifigkeit aufweist, um die Vielzahl der montierten Batteriemodule zu schützen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist in dem vorderen wie dem hinteren Abdeckabschnitt eine erste Stufenstruktur ausgebildet und in dem ersten wie dem zweiten Seitenrahmen eine zweite Stufenstruktur ausgebildet, und somit kann die vorliegende Offenbarung die Verbindungsfläche zwischen dem vorderen und dem hinteren Abdeckabschnitt und dem ersten und dem zweiten Seitenrahmen effektiv vergrößern. Dementsprechend kann im Vergleich zum Stand der Technik die Verbindungskraft des vorderen Rahmens und des hinteren Rahmens und des ersten Seitenrahmens und des zweiten Seitenrahmens effizient erhöht werden, und somit kann die vorliegende Offenbarung, wenn der äußere Aufprall in der Richtung von vorne nach hinten auf den Batteriepack einwirkt, den Aufprall effizient auf den ersten Seitenrahmen und den zweiten Seitenrahmen übertragen, wodurch die mechanische Steifigkeit ausreichend erhöht wird, um die Vielzahl der montierten Batteriemodule zu schützen.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung sind der vordere Abdeckabschnitt und der vordere Plattenabschnitt einteilig ausgebildet, so dass die Abdichtung zwischen dem vorderen Abdeckabschnitt und dem vorderen Plattenabschnitt sichergestellt werden kann und zusätzliches Schweißen an dem entsprechenden Teil unnötig ist, wodurch die Herstellung vereinfacht werden kann. Ferner sind gemäß der vorliegenden Offenbarung der hintere Abdeckabschnitt und der hintere Plattenabschnitt einteilig ausgebildet, so dass die Abdichtung zwischen dem hinteren Abdeckabschnitt und dem hinteren Plattenabschnitt sichergestellt werden kann und zusätzliches Schweißen an dem entsprechenden Teil unnötig ist, wodurch die Herstellung vereinfacht werden kann.
Darüber hinaus kann die vorliegende Offenbarung mehrere verschiedene Wirkungen haben, die in jeder der Ausführungsformen beschrieben ist, oder eine Wirkung, die nicht beschrieben ist, aber vom Fachmann leicht abgeleitet werden kann.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Zeichnungen veranschaulichen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und dienen zusammen mit der vorstehenden Offenbarung dem weiteren Verständnis der technischen Merkmale der vorliegenden Offenbarung, und daher ist die vorliegende Offenbarung nicht als auf die Zeichnung beschränkt auszulegen.

1 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch einen Batteriepacks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die schematisch einen Batteriepack gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
3 ist eine Seitenansicht von rechts, die schematisch einen vorderen Rahmen eines Batteriepacks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
4 ist eine Seitenansicht von rechts, die schematisch einen hinteren Rahmen eines Batteriepacks gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
5 ist eine Seitenansicht, die schematisch einen vorderen Rahmen eines Batteriepacks gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
6 ist eine Seitenansicht, die schematisch einen hinteren Rahmen eines Batteriepacks gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
7 ist eine perspektivische Vorderansicht, die schematisch einen vorderen Rahmen eines Batteriepacks gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
8 ist eine perspektivische Rückansicht, die schematisch einen hinteren Rahmen eines Batteriepacks gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
9 ist eine perspektivische Vorderansicht, die schematisch einen vorderen Rahmen eines Batteriepacks gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
10 ist eine perspektivische Rückansicht, die schematisch einen hinteren Rahmen eines Batteriepacks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
11 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine Kühleinheit und einen Zwischenrahmen eines Batteriepacks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
12 ist eine perspektivische Rückansicht, die schematisch einen ersten Seitenrahmen eines Batteriepacks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
13 ist eine perspektivische Rückansicht, die schematisch einen zweiten Seitenrahmen eines Batteriepacks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
14 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Verbindungsbeziehungen zwischen einem vorderen Rahmen, einer Grundplatte und einer Kühleinheit.

AUSFÜHRUNGSFORM FÜR DIE OFFENLEGUNG
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. Vor der Beschreibung sollte verstanden werden, dass die in der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen verwendeten Begriffe nicht so ausgelegt werden sollten, dass sie auf allgemeine und wörterbuchmäßige Bedeutungen beschränkt sind, sondern auf der Grundlage der Bedeutungen und Konzepte interpretiert werden sollten, die den technischen Aspekten der vorliegenden Offenbarung entsprechen, und zwar auf der Grundlage des Prinzips, dass es dem Erfinder gestattet ist, Begriffe zur besten Erklärung angemessen zu definieren.
Daher ist die hier vorgeschlagene Beschreibung nur ein vorteilhaftes Beispiel zum Zweck der Veranschaulichung und soll den Umfang der Offenbarung nicht einschränken, so dass andere Äquivalente und Änderungen daran vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen.
1 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch einen Batteriepack gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die schematisch einen Batteriepack gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. 3 ist eine rechte Seitenansicht, die schematisch einen vorderen Rahmen eines Batteriepacks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. 4 ist eine rechte Seitenansicht, die schematisch einen hinteren Rahmen eines Batteriepacks gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
Wie in den 1 bis 4 dargestellt, umfasst ein Batteriemodul 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Vielzahl von Batteriemodulen 110, eine Grundplatte 120, einen vorderen Rahmen 130, einen hinteren Rahmen 140, einen ersten Seitenrahmen 150 und einen zweiten Seitenrahmen 160.
Insbesondere kann das Batteriemodul 110 eine Vielzahl von Batteriezellen (nicht dargestellt) und ein Modulgehäuse 111 enthalten, das die Vielzahl von Batteriezellen aufnimmt. Bei der Batteriezelle kann es sich um eine Lithium-Sekundärbatterie handeln. Bei der Batteriezelle kann es sich um eine Batteriezelle vom Beuteltyp (Pouch-Typ) handeln, die eine Elektrodenanordnung (nicht dargestellt), einen Elektrolyten (nicht dargestellt) und einen Beutel zur Aufnahme der Elektrodenanordnung und des Elektrolyten enthält. Das Batteriemodul 100 gemäß der vorliegenden Offenbarung ist jedoch nicht auf die oben beschriebene Batteriezelle vom Beuteltyp beschränkt. Die Batteriezelle kann zum Beispiel eine zylindrische Batteriezelle sein. Das heißt, verschiedene Arten von Sekundärbatterien, die zum Zeitpunkt der Einreichung der vorliegenden Offenbarung offenbart wurden, können als Batteriezelle verwendet werden.
Das Batteriemodul 110 kann mindestens eine Stromschiene (nicht abgebildet) enthalten, die so konfiguriert ist, dass sie die Vielzahl der Batteriezellen elektrisch miteinander verbindet. Insbesondere kann die Stromschiene ein leitfähiges Metall enthalten, z. B. Kupfer, Aluminium, Nickel usw.
Darüber hinaus kann das Modulgehäuse 111 ein elektrisch isolierendes Material einschließen. Beispielsweise kann das Modulgehäuse 111 aus einem Polyvinylchloridmaterial hergestellt sein. Das Modulgehäuse 111 kann einen Raum enthalten, der imstande ist, die Vielzahl der Batteriezellen aufzunehmen. Das Modulgehäuse 111 kann als Ganzes die Form eines rechteckigen Parallelepipeds haben.
Darüber hinaus kann die Vielzahl von Batteriemodulen 110 durch ein Stromkabel oder eine Stromschiene elektrisch miteinander verbunden sein. Allgemein bekannte Konfigurationen können als detaillierte Konfigurationen des Batteriemoduls 110 verwendet werden, und dementsprechend werden hier keine detaillierten Beschreibungen davon gegeben.
Darüber hinaus kann die Grundplatte 120 eine sich in horizontaler Richtung erstreckende Plattenform aufweisen. Die Grundplatte 120 kann ein Metallmaterial mit ausgezeichneter mechanischer Steifigkeit umfassen. Die Vielzahl von Batteriemodulen 110 kann auf einem oberen Abschnitt der Grundplatte 120 angeordnet sein. Darüber hinaus kann die Grundplatte 120 so konfiguriert sein, dass sie mit dem vorderen Rahmen 130, dem hinteren Rahmen 140, dem ersten Seitenrahmen 150 und dem zweiten Seitenrahmen 160 verbunden werden kann. Das Verbindungsverfahren kann zum Beispiel das Reibrührschweißen sein. Mit der horizontalen Richtung ist hier eine ebene Richtung eines flachen Bodens gemeint.
Darüber hinaus kann der vordere Rahmen 130, in Bezug auf einen Pfeil F in 1 von vorne gesehen, mit einem vorderen Ende der Grundplatte 120 verbunden sein, um die Vorderseite der mehreren Batteriemodule 110 abzudecken. Der vordere Rahmen 130 kann einen vorderen Abdeckabschnitt 131 und einen vorderen Plattenabschnitt 132 umfassen. Dabei kann der vordere Rahmen 130 so konfiguriert sein, dass der vordere Abdeckabschnitt 131 und der vordere Plattenabschnitt 132 einteilig ausgebildet sind. Beispielsweise kann der vordere Rahmen 130 durch Strangpressen hergestellt werden, so dass der vordere Abdeckabschnitt 131 und der vordere Plattenabschnitt 132 einteilig ausgebildet sind. Daher kann gemäß der vorliegenden Offenbarung ein separates Schweißen in dem vorderen Endbereich des Batteriepacks 100 überflüssig sein. Da der vordere Abdeckabschnitt 131 und der vordere Plattenabschnitt 132 einteilig ausgebildet sind, kann außerdem die Abdichtung des vorderen Endes des Batteriepacks 100 gewährleistet werden.
Hier können die Begriffe, die Richtungen wie vorne, hinten, links, rechts, oben und unten angeben, je nach Standort eines Beobachters oder einer Form eines Zielobjekts, das positioniert wird, variieren. Für eine einfache Beschreibung werden jedoch in der vorliegenden Beschreibung die Richtungen wie vorne, hinten, links, rechts, oben und unten in Bezug auf die Richtung des Pfeils F in 1 eindeutig angegeben.
Darüber hinaus kann der vordere Abdeckabschnitt 131 eine Form haben, die sich längs in einer Richtung von links nach rechts erstreckt und nach obenaufgerichtet ist. Eine untere Fläche des vorderen Abdeckabschnitts 131 kann mit einer oberen Fläche der Grundplatte 120 verbunden sein. Wie in 2 gezeigt, kann der vordere Abdeckabschnitt 131 beispielsweise eine Form haben, die eine vorbestimmte Breite in der Richtung von vorne nach hinten aufweist und sich sp in der Richtung von links nach rechts erstreckt, dass die beide Enden bis zum ersten Seitenrahmen 150 bzw. zweiten Seitenrahmen 160 reichen. Wie in 3 gezeigt, kann der vordere Abdeckabschnitt 131 auch einen Innenraum aufweisen, der von einer Außenwand umgeben und innen leer ist. Eine Vielzahl von Rippen zur Verstärkung der mechanischen Steifigkeit kann so geformt sein, dass sie in dem Innenraum um einen vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet sind.
Der vordere Plattenabschnitt 132 kann so geformt sein, dass er sich von einer Seite des vorderen Abdeckabschnitts 131 nach hinten erstreckt. Wie in 3 gezeigt, kann der vordere Plattenabschnitt 132 beispielsweise eine Plattenform haben, die sich von einer unteren hinteren Seite des vorderen Abdeckabschnitts 131 nach hinten erstreckt. Der vordere Plattenabschnitt 132 kann eine Stützstruktur 132a annähernd die Form eines I-Trägers aufweisen, die sich in einer unteren Richtung von dem sich in horizontaler Richtung erstreckenden Körper erstreckt, um mit einer oberen Fläche der Grundplatte 120 verbunden zu werden.
Beispielsweise kann die Stützstruktur 132a, die in der unteren Richtung aus dem sich in horizontaler Richtung des vorderen Plattenabschnitts 132 erstreckenden Körper herausragt, wie in 14 dargestellt, vorgesehen werden. Die Stützstruktur 132a kann z. B. annähernd die Form eines I-Trägers haben. Eine Unterseite der Stützstruktur 132a kann im Kontakt mit der Grundplatte 12 mit der Grundplatte 120 verbunden sein. Das heißt, die Stützstruktur 132a kann den vorderen Plattenabschnitt 132 von der Grundplatte 120 nach oben stützen. Weiterhin kann eine Unterseite des vorderen Abdeckabschnitts 131 ebenfalls im Kontakt mit der Grundplatte 120 mit der Grundplatte 120 verbunden sein. In dieser Hinsicht können die Unterseite des vorderen Abdeckabschnitts 131 und die Unterseite der Stützstruktur 132a im Wesentlichen in der gleichen Ebene liegen. Dementsprechend können die Unterseite des vorderen Abdeckabschnitts 131 und die Unterseite der Stützstruktur 132a gleichzeitig mit der Grundplatte 120 in Kontakt stehen und mit dieser verbunden sein.
Da die Gesamtbreite des vorderen Rahmens 130 in der Richtung von vorne nach hinten durch den vorderen Plattenabschnitt 132 vergrößert wird, kann die mechanische Steifigkeit ausreichend erhöht werden, um die Vielzahl der montierten Batteriemodule 110 zu schützen, wenn ein äußerer Stoß in der Richtung von vorne nach hinten auf den Batteriepack 100 einwirkt.
Darüber hinaus kann der hintere Rahmen 140 so gestaltet sein, dass er die Rückseite der mehreren Batteriemodule 110 abdeckt. Der hintere Rahmen 140 kann mit einem hinteren Ende der Grundplatte 120 verbunden sein. Der hintere Rahmen 140 kann einen hinteren Abdeckabschnitt 141 und den hinteren Plattenabschnitt 142 umfassen. Dabei kann der hintere Rahmen 140 so konfiguriert sein, dass der hintere Abdeckabschnitt 141 und der hintere Plattenabschnitt 142 einteilig ausgebildet sind. Zum Beispiel kann der hintere Rahmen 140 durch Strangpressen hergestellt werden, so dass der hintere Abdeckabschnitt 141 und der hintere Plattenabschnitt 142 einteilig ausgebildet sind. Dementsprechend kann gemäß der vorliegenden Offenbarung ein separates Schweißen in einem hinteren Endbereich des Batteriepacks 100 unnötig sein. Außerdem sind der hintere Abdeckabschnitt 141 und der hintere Plattenabschnitt 142 einteilig ausgebildet, so dass die Abdichtung des hinteren Endes des Batteriepacks 100 sichergestellt werden kann.
Außerdem kann der hintere Abdeckabschnitt 141 eine Form haben, die sich längs in der Richtung von links nach rechts erstreckt und nach oben aufgerichtet ist. Eine Unterseite des hinteren Abdeckabschnitts 141 kann mit der Oberseite der Grundplatte 120 verbunden sein. Wie in 2 gezeigt, kann der hintere Abdeckabschnitt 141 beispielsweise eine Form haben, die eine vorbestimmte Breite in der Richtung von vorne nach hinten aufweist und sich in der Richtung von links nach rechts erstreckt, so dass beide Enden jeweils bis zum ersten Seitenrahmen 150 und zweiten Seitenrahmen 160 reichen. Darüber hinaus kann der hintere Abdeckabschnitt 141, wie in 4 gezeigt, einen Innenraum aufweisen, der von der Außenwand umgeben und innen leer ist. Eine Vielzahl von Rippen zur Verstärkung der mechanischen Steifigkeit kann so geformt sein, dass sie in dem Innenraum um einen vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet sind.
Der hintere Plattenabschnitt 142 kann so geformt sein, dass er sich von einer Seite des hinteren Abdeckabschnitts 141 nach vorne erstreckt. Wie in 3 gezeigt, kann der hintere Plattenabschnitt 142 beispielsweise eine Plattenform haben, die sich von einer unteren Rückseite des hinteren Abdeckabschnitts 141 nach vorne erstreckt. Der hintere Plattenabschnitt 142 kann eine Stützstruktur 142a umfassen, die annähernd die Form eines I-Trägers aufweist, die sich in der unteren Richtung von dem sich in der horizontalen Richtung erstreckenden Körper erstreckt, um mit der oberen Fläche der Grundplatte 120 verbunden zu werden.
Obwohl in den Figuren nicht dargestellt, kann zum Beispiel eine Stützstruktur 142a vorgesehen werden, die in nach unten aus dem sich in horizontaler Richtung des hinteren Plattenabschnitts 142 erstreckenden Körper herausragt. Die Stützstruktur 142a kann z. B. annähernd die Form eines I-Trägers haben. Eine Unterseite der Stützstruktur 142a kann an die Grundplatte 120 in Kontakt mit der Grundplatte 12 verbunden sein. Das heißt, die Stützstruktur 142a kann den hinteren Plattenabschnitt 142 von der Grundplatte 120 nach oben stützen. Weiterhin kann eine Unterseite des hinteren Abdeckabschnitts 141 auch mit der Grundplatte 120 in Kontakt mit der Grundplatte 120 verbunden sein. In dieser Hinsicht können die Unterseite des hinteren Abdeckabschnitts 141 und die Unterseite der Stützstruktur 142a im Wesentlichen in derselben Ebene liegen. Dementsprechend können die Unterseite des hinteren Abdeckabschnitts 141 und die Unterseite der Stützstruktur 142a gleichzeitig mit der Grundplatte 120 in Kontakt stehen und mit dieser verbunden sein.
Da die Breite des hinteren Rahmens 140 in der Richtung von vorne nach hinten durch den hinteren Plattenabschnitt 142 vergrößert wird, kann die mechanische Steifigkeit ausreichend erhöht werden, um die Vielzahl der montierten Batteriemodule 110 zu schützen, wenn ein äußerer Stoß in der Richtung von vorne nach hinten auf den Batteriepack 100 einwirkt.
Der erste Seitenrahmen 150 kann eine Form haben, die sich in Längsrichtung von vorne nach hinten (parallel zu einer Y-Achse) erstreckt. Ein Teil des ersten Seitenrahmens 150 kann mit einem linken Ende der Grundplatte 120 verbunden sein, um die linke Seite der mehreren Batteriemodule 110 abzudecken. Der erste Seitenrahmen 150 kann so konfiguriert sein, dass er mit dem linken Ende des vorderen Rahmens 130 und des hinteren Rahmens 140 verbunden ist.
Darüber hinaus kann der zweite Seitenrahmen 160 eine Form haben, die sich in der Richtung von vorne nach hinten (parallel zur Y-Achse) erstreckt. Ein Teil des zweiten Seitenrahmens 160 kann mit einem rechten Ende der Grundplatte 120 verbunden sein, um die rechte Seite der mehreren Batteriemodule 110 abzudecken. Der zweite Seitenrahmen 160 kannmit dem rechten Ende des vorderen Rahmens 130 bzw. des hinteren Rahmens 140 verbunden sein.
Daher umfasst die vorliegende Offenbarung gemäß einer solchen Gestaltung den vorderen Rahmen 130, den hinteren Rahmen 140, den ersten Seitenrahmen 150 und den zweiten Seitenrahmen 160, um die Vorderseite, die Rückseite, die linke und die rechte Seite des Batteriemoduls 110 abzudecken und dadurch die Vielzahl der montierten Batteriemodule 110 sicher vor äußeren Einwirkungen zu schützen.
Da der vordere Rahmen 130 und der hintere Rahmen 140 der vorliegenden Offenbarung den vorderen Abdeckabschnitt 131 und den vorderen Plattenabschnitt 132, die einteilig ausgebildet sind, und den hinteren Abdeckabschnitt 141 und den hinteren Plattenabschnitt 142, die einteilig ausgebildet sind, umfasst, erhöht sich im Vergleich zum Stand der Technik die Breite der Querschnitte des vorderen Rahmens 130 und des hinteren Rahmens 140 in der Richtung von vorne nach hinten, so dass der Batteriepack 100 eine hohe mechanische Steifigkeit aufweist, die ausreicht, um die Vielzahl der montierten Batteriemodule 110 zu schützen, wenn der äußere Stoß in der Richtung von vorne nach hinten auf den Batteriepack 100 einwirkt.
5 ist eine Seitenansicht, die schematisch einen vorderen Rahmen eines Batteriepacks gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
Unter Bezugnahme auf 5 zusammen mit den 1 und 2 kann ein vorderer Rahmen 130A des Batteriepacks 100 gemäß dieser anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ferner mindestens eine Verstärkungsrippe R1 enthalten. Die Verstärkungsrippe R1 kann eine Form haben, die sich in einer schrägen Richtung von einer Oberseite des vorderen Plattenabschnitts 132 zu einer Rückseite des vorderen Abdeckabschnitts 131 erstreckt. Die Verstärkungsrippe R1 kann so angeordnet sein, dass sie dem Raum zwischen der Vielzahl von Batteriemodulen 110 zugewandt ist. Das heißt, die Verstärkungsrippe R1 kann so angeordnet sein, dass sie nicht in einer Richtung von vorne nach hinten den mehreren Batteriemodulen 110 zugewandt ist. Alternativ kann die Verstärkungsrippe R1 eine verlängerte Form haben, die ausreicht, um teilweise zwischen die mehreren Batteriemodule 110 eingefügt zu sein.
6 ist eine Seitenansicht, die schematisch einen hinteren Rahmen eines Batteriepacks gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
Unter Bezugnahme auf 6 zusammen mit 1 kann ein hinterer Rahmen 140A des Batteriepacks 100 gemäß der anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ferner die mindestens eine Verstärkungsrippe R1 umfassen. Die Verstärkungsrippe R1 kann eine Form haben, die sich in einer schrägen Richtung von dem hinteren Plattenabschnitt 142 zu dem hinteren Abdeckabschnitt 141 erstreckt. Die Verstärkungsrippe R1 kann so angeordnet sein, dass sie dem Raum zwischen der Vielzahl von Batteriemodulen 110 zugewandt ist. Das heißt, die Verstärkungsrippe R1 kann nicht so angeordnet sein, dass sie der Vielzahl von Batteriemodulen 110 in der Richtung von vorne nach hinten zugewandt ist. Alternativ kann die Verstärkungsrippe R1 eine verlängerte Form haben, die ausreicht, um teilweise zwischen die mehreren Batteriemodule 110 eingefügt zu sein.
Daher sind gemäß einer solchen Konfiguration der vorliegenden Offenbarung die Verstärkungsrippen R1 an dem vorderen Rahmen 130A und/oder dem hinteren Rahmen 140A vorgesehen, und somit kann der vordere Rahmen 130A und/oder der hintere Rahmen 140A die mechanische Steifigkeit ausreichend erhöhen, um die Mehrzahl der montierten Batteriemodule 110 zu schützen, wenn ein äußerer Stoß in der Richtung von vorne nach hinten auf den Batteriepack 100 einwirkt.
Darüber hinaus befindet sich die Verstärkungsrippe R1 der vorliegenden Offenbarung zwischen der Vielzahl von Batteriemodulen 110, und somit kann die Verstärkungsrippe R1 dazu dienen, eine Stelle zu führen, an der jedes der Vielzahl von Batteriemodulen 110 montiert wird, wodurch die Fertigungseffizienz des Batteriemoduls 110 effektiv erhöht wird.
Weiterhin kann eine erste Stufenstruktur D1 an beiden Enden des vorderen Abdeckabschnitts 131 des Batteriepacks 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in einer Richtung von links nach rechts ausgebildet sein (siehe 1 und 2). Die erste Stufenstruktur D1 kann eine Form haben, bei der die Höhe in Richtung eines Kantenabschnitts am Ende des vorderen Abdeckabschnitts 131 allmählich abnimmt. Wie in 2 gezeigt, kann die erste Stufenstruktur D1, deren Höhe schrittweise nach links abnimmt, beispielsweise am linken Ende des vorderen Abdeckabschnitts 131 ausgebildet sein. Die erste Stufenstruktur D 1, deren Höhe schrittweise nach rechts abnimmt, kann am rechten Ende des vorderen Abdeckabschnitts 131 ausgebildet sein.
Darüber hinaus kann eine zweite Stufenstruktur D2 an einem vorderen Ende und/oder einem hinteren Ende des ersten Seitenrahmens 150 und des zweiten Seitenrahmens 160 ausgebildet sein. Zum Beispiel kann die zweite Stufenstruktur D2 so konfiguriert sein, dass sie mit der ersten Stufenstruktur D1 des vorderen Abdeckabschnitts 131 verbunden werden kann. Das heißt, die zweite Stufenstruktur D2 kann eine Form haben, die mit der auf dem vorderen Abdeckabschnitt 131 ausgebildeten ersten Stufenstruktur D1 korrespondiert. Die zweite Stufenstruktur D2 sowohl des ersten Seitenrahmens 150 als auch des zweiten Seitenrahmens 160 kann eine Form haben, bei der eine Höhe in einer Richtung nach außen, bezogen auf die Mitte des Batteriepacks 100, allmählich abnimmt.
Daher ist gemäß einer solchen Konfiguration der vorliegenden Offenbarung die erste Stufenstruktur D1 auf dem vorderen Abdeckabschnitt 131 gebildet, und die zweite Stufenstruktur D2 ist ebenfalls sowohl in dem ersten Seitenrahmen 150 als auch dem zweiten Seitenrahmen 160 ausgebildet, und somit kann die vorliegende Offenbarung einen Verbindungsbereich zwischen dem vorderen Abdeckabschnitt 131 und dem hinteren Abdeckabschnitt 141 und dem ersten Seitenrahmen 150 und dem zweiten Seitenrahmen 160 effizient erhöhen. Dementsprechend kann im Vergleich zum Stand der Technik die Verbindungskraft zwischen dem vorderen Rahmen 130 und dem hinteren Rahmen 140 und dem ersten Seitenrahmen 150 und dem zweiten Seitenrahmen 160 effizient erhöht werden, und somit kann die vorliegende Offenbarung, wenn der äußere Aufprall in der Richtung von vorne nach hinten auf den Batteriepack 100 einwirkt, den Aufprall wirksam auf den ersten Seitenrahmen 150 und den zweiten Seitenrahmen 160 übertragen, wodurch die mechanische Steifigkeit ausreichend erhöht wird, um die Vielzahl der montierten Batteriemodule 110 zu schützen.
7 ist eine perspektivische Vorderansicht, die schematisch einen vorderen Rahmen eines Batteriepacks gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
Bezug nehmend auf 7 kann der vordere Rahmen 130B des Batteriepacks gemäß der weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung im Vergleich zum vorderen Rahmen 130 von 2 ferner einen ersten Vorsprung 133 aufweisen. Der erste Vorsprung 133 kann so geformt sein, dass er auf derVorderseite des vorderen Abdeckabschnitts 131 nach vorne vorspringt. Wie in 7 gezeigt, kann der erste Vorsprung 133 beispielsweise in einem unteren Abschnitt auf der Vorderseite des vorderen Abdeckabschnitts 131, bezogen auf die Mitte, angeordnet sein und eine Form haben, die von der Vorderseite vorspringt. Außerdem kann der erste Vorsprung 133 eine Form haben, bei der die Länge, die nach vorne vorspringt, in der Richtung nach unten abnimmt.
Das heißt, der erste Vorsprung 133 kann einen Abschnitt umfassen, der sich in horizontaler Richtung erstreckt, und einen Abschnitt, der sich nach unten erstreckt und nach hinten geneigt ist.
Bei dieser Struktur der vorliegenden Offenbarung umfasst dementsprechend der vordere Rahmen 130B bei dieser Konfiguration der vorliegenden Offenbarung den ersten Vorsprung 133, und wenn ein externes Objekt mit der Vorderseite des Batteriepacks 100 kollidiert, kann das externe Objekt zuerst mit dem ersten Vorsprung 133 kollidieren, und ein Kollisionsstoß kann intensiv auf den vorderen Plattenabschnitt 132 des vorderen Rahmens 130B übertragen werden. Da der vordere Rahmen 130B einschließlich des vorderen Plattenabschnitts 132 eine größere Querschnittsfläche im unteren Abschnitt in einer Richtung von vorne nach hinten hat als die im oberen Abschnitt, kann der untere Abschnitt einen größeren Widerstand gegen den Aufprall in der Richtung von vorne nach hinten haben als der obere Abschnitt. Dementsprechend ist es möglich, eine Beschädigung der Vielzahl von Batteriemodulen 110, die auf dem Batteriepack 100 montiert sind, wirksam zu verhindern.
8 ist eine perspektivische Rückansicht, die schematisch einen hinteren Rahmen eines Batteriepacks gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
Bezug nehmend auf 8 kann der hintere Rahmen 140B des Batteriepacks gemäß der weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung im Vergleich zu dem hinteren Rahmen 140 von 2 einen zweiten Vorsprung 143 aufweisen. Der zweite Vorsprung 143 kann in einem unteren Abschnitt auf der Rückseite des hinteren Abdeckabschnitts 141, bezogen auf die Mitte, angeordnet sein. Darüber hinaus kann der zweite Vorsprung 143 eine Form haben, die weiter nach hinten ragt als die Rückseite des hinteren Abdeckabschnitts 141. Wie in 8 gezeigt, kann der zweite Vorsprung 143 beispielsweise eine Form haben, bei der der obere Abschnitt weiter nach hinten ragt als der untere Abschnitt. Das heißt, der zweite Vorsprung 143 kann eine Form haben, bei der die Länge, die nach hinten vorspringt, in der Richtung nach unten abnimmt.
Das heißt, der zweite Vorsprung 143 kann einen Abschnitt haben, der sich in horizontaler Richtung erstreckt, und einen Abschnitt, der sich nach unten erstreckt und nach hinten geneigt ist.
Bei einer solchen Konfiguration der vorliegenden Offenbarung umfasst der hintere Rahmen 140B der vorliegenden Offenbarung ferner den zweiten Vorsprung 143, und somit kann, wenn ein externes Objekt mit der Rückseite des Batteriepacks 100 kollidiert, das externe Objekt zunächst mit dem zweiten Vorsprung 143 kollidieren, und der Kollisionsstoß kann effizient auf den hinteren Plattenabschnitt 142 übertragen werden, der sich im unteren Abschnitt des hinteren Rahmens 140B befindet. Das heißt, weil der hintere Rahmen 140B einschließlich des hinteren Plattenabschnitts 142 im unteren Abschnitt in einer Richtung von vorne nach hinten eine größere Querschnittsfläche als im oberen Abschnitt hat, kann der untere Abschnitt einen größeren Widerstand gegen den Aufprall in der Richtung von vorne nach hinten haben als der obere Abschnitt. Dementsprechend ist es möglich, eine Beschädigung der Vielzahl von Batteriemodulen 110, die auf dem Batteriepack 100 montiert sind, wirksam zu verhindern.
9 ist eine perspektivische Vorderansicht, die schematisch einen vorderen Rahmen eines Batteriepacks gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
Bezug nehmend auf 9 kann der vordere Rahmen 130C des Batteriepacks gemäß dieser weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung im Vergleich zu dem vorderen Rahmen 130 von 2 ferner eine Vielzahl von horizontalen Rippen R2 aufweisen. Im Einzelnen kann jede der mehreren horizontalen Rippen R2 eine Plattenform haben, die von der Vorderseite des vorderen Abdeckabschnitts 131 nach vorne vorspringt. Die mehreren horizontalen Rippen R2 können in einem unteren Abschnitt auf der Vorderseite des vorderen Rahmens 130C, bezogen auf die Mitte, angeordnet sein. Jede der mehreren horizontalen Rippen R2 kann eine Plattenform haben, die sich in einer Richtung von links nach rechts zu einem Ende des vorderen Abdeckabschnitts 131 erstreckt. Die mehreren horizontalen Rippen R2 können so angeordnet sein, dass sie in vertikaler Richtung in einem festgelegten Abstand voneinander beabstandet sind.
Darüber hinaus kann die horizontale Rippe R2, die sich in einem unteren Abschnitt befindet, so konfiguriert sein, dass sie eine relativ kleinere vorstehende Länge aufweist als die horizontale Rippe R2, die sich in einem oberen Abschnitt befindet. Das heißt, die mehreren horizontalen Rippen R2 können so geformt sein, dass sie unterschiedliche nach vorne vorspringende Längen haben. Das heißt, die Vielzahl der horizontalen Rippen R2 kann so konfiguriert sein, dass die nach vorne vorspringende Länge der horizontalen Rippe R2, die sich auf dem relativ unteren Abschnitt befindet, allmählich abnimmt.
Bei dieser Konfiguration der vorliegenden Offenbarung umfasst die vorliegende Offenbarung den vorderen Rahmen 130C, der eine Vielzahl von horizontalen Rippen R2 enthält, wodurch ein Aufprall von vorne auf den Batteriepacks 100 wirksam abgewehrt wird. Das heißt, wenn ein externes Objekt mit der Vorderseite des Batteriepacks 100 kollidiert, kann das externe Objekt zuerst mit der Vielzahl von horizontalen Rippen R2 kollidieren, und ein Kollisionsaufprall kann sich intensiv auf den vorderen Plattenabschnitt 132 konzentrieren, der sich im unteren Abschnitt des vorderen Rahmens 130C befindet. Das heißt, weil der vordere Rahmen 130C einschließlich des vorderen Plattenabschnitts 132 im unteren Abschnitt in der Richtung von vorne nach hinten eine größere Querschnittsfläche als im oberen Abschnitt hat, kann der untere Abschnitt einen größeren Widerstand gegen den Aufprall in der Richtung von vorne nach hinten haben als der obere Abschnitt. Dementsprechend ist es möglich, eine Beschädigung der Vielzahl von Batteriemodulen 110, die auf dem Batteriepack 100 montiert sind, wirksam zu verhindern.
10 ist eine perspektivische Rückansicht, die schematisch den hinteren Rahmen eines Batteriepacks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
Bezug nehmend auf 10 kann der Batteriepack gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung außerdem ein BMS 172 enthalten. Ein Teil des vorderen Abdeckabschnitts 131 oder des hinteren Abdeckabschnitts 141 kann offen sein, um zumindest einen Teil des BMS 172 aufzunehmen. Zum Beispiel kann der Teil des vorderen Abdeckabschnitts 131 oder des hinteren Abdeckabschnitts 141 eine Öffnung K sein, um einige Komponenten des BMS 172 aufzunehmen. Durch die Öffnung K können einige Komponenten des BMS 172 in das Innere eingefügt werden. Der hintere Abdeckabschnitt 141 kann einen Aufnahmeraum S aufweisen, der mit der Öffnung K kommunizierend verbunden und innen leer ist, um einige Komponenten des BMS 172 darin unterzubringen.
Daher umfasst die vorliegende Offenbarung gemäß einer solchen Konfiguration der vorliegenden Offenbarung den Aufnahmeraum S, der in der Lage ist, zumindest einen Teil des BMS 172 darin unterzubringen, wodurch das BMS sicherer untergebracht ist, das eine Sicherheitssteuerung bei einem anormalen Betrieb des Batteriepacks 100 durchführt, wodurch die Sicherheit des Batteriepacks 100 maximiert werden kann. Darüber hinaus kann der Aufnahmeraum S einige Komponenten des BMS 172 vor elektromagnetischen Wellen der Elektrizität geschützt werden, die von den mehreren Batteriemodulen 110 erzeugt wird. Das BMS 172 kann zum Beispiel eine Steuerplatine, ein Relais, eine Sicherung, ein Kabel usw. umfassen.
11 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine Kühleinheit und einen Zwischenrahmen eines Batteriepacks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. In 11 ist die Richtung der Bewegung eines Kühlmittels durch Pfeile dargestellt, um die Beschreibung der Zeichnung zu erleichtern.
Unter Bezugnahme auf 11 zusammen mit 2 kann der Batteriepack 100 gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ferner eine Kühleinheit 180 umfassen. Die Kühleinheit 180 kann die Form einer Platte haben, die sich in horizontaler Richtung erstreckt, um die Mehrzahl der Batteriemodule 110 darauf zu montieren. Wie in 14 dargestellt, kann die Unterseite der Kühleinheit 180 mit der Grundplatte 120 verbunden sein. Darüber hinaus kann eine Seitenfläche der Kühleinheit 180 in Kontakt mit dem vorderen Plattenabschnitt 132 stehen. Gemäß dieser Struktur kann eine Seitenfläche des vorderen Plattenabschnitts 132 in Kontakt mit der Kühleinheit 180 abgestützt werden. Dementsprechend wird der vordere Plattenabschnitt 132 von der Seitenfläche der Kühleinheit 180 gestützt, wenn ein Aufprall in einer Richtung von vorne nach hinten auf den vorderen Rahmen 130 einwirkt, und somit besteht nur ein geringes Risiko einer Beschädigung eines Verbindungsabschnitts zwischen dem vorderen Plattenabschnitt 132 und der Grundplatte 120. Außerdem kann der vordere Plattenabschnitt 132, wenn ein sehr starker Stoß in der Richtung von vorne nach hinten auf den vorderen Rahmen 130 einwirkt, in der Richtung von vorne nach hinten zerknittern und den Stoß absorbieren, während er von der Seitenfläche der Kühleinheit 180 gestützt wird.
Obwohl in der Figur nicht dargestellt, kann eine andere Seitenfläche der Kühleinheit 180 in Kontakt mit dem hinteren Plattenabschnitt 142 sein. Gemäß dieser Struktur kann eine Seitenfläche des hinteren Plattenabschnitts 142 in Kontakt mit der Kühleinheit 180 gestützt werden. Dementsprechend wird der hintere Plattenabschnitt 142 von der Seitenfläche der Kühleinheit 180 gestützt, wenn ein Aufprall in einer Richtung von vorne nach hinten auf den hinteren Rahmen 140 einwirkt, so dass die Gefahr einer Beschädigung eines Verbindungsabschnitts zwischen dem hinteren Plattenabschnitt 142 und der Grundplatte 120 gering ist. Außerdem kann der hintere Plattenabschnitt 142 bei einem sehr starken Aufprall in derRichtung von vorne nach hinten auf den hinteren Rahmen 140 in der Richtung von vorne nach hinten zerknittern und den Aufprall absorbieren, während er von der Seitenfläche der Kühleinheit 180 gestützt wird.
Die Kühleinheit 180 kann einen Kühlmittelkanal (nicht dargestellt), eine Einspritzöffnung 182 und eine Auslassöffnung 183 umfassen.
Darüber hinaus kann der Kühlmittelkanal im Inneren der Kühleinheit 180 vorgesehen sein. Der Kühlmittelkanal kann Sperrrippen enthalten, damit sich das Kühlmittel bewegen kann. Das Kühlmittel kann z. B. Luft, Wasser oder Isolieröl sein.
Darüber hinaus kann die Einspritzöffnung 182 so gestaltet sein, dass sie kommunizierend mit dem Kühlmittelkanal in Verbindung steht. Die Einspritzöffnung 182 kann so konfiguriert sein, dass sie das Kühlmittel einspritzt. Das heißt, die Einspritzöffnung 182 kann so gestaltet sein, dass sie das Kühlmittel in den Kühlmittelkanal einspritzt. Die Auslassöffnung 183 kann so konfiguriert sein, dass sie das Kühlmittel, das den Kühlmittelkanal passiert hat, nach außen abgibt. Das heißt, die Auslassöffnung 183 kann mit dem Kühlmittelkanal kommunizierend verbunden sein.
Wie in 11 dargestellt, kann der Batteriepack 100 beispielsweise drei Kühleinheiten 180 umfassen. In jeder der drei Kühleinheiten 180 können zwei Einspritzöffnungen 182 und zwei Auslassöffnungen 183 vorgesehen sein. Das in die beiden Einspritzöffnungen 182 eingespritzte Kühlmittel kann sich in Richtung eines Pfeils G entlang des Kühlmittelkanals im Inneren bewegen und durch die beiden Auslassöffnungen 183 ausgestoßen werden.
Außerdem kann die Kühleinheit 180 so konfiguriert sein, dass darauf die Vielzahl von Batteriemodule 110 montiert kann. Die Kühleinheit 180 kann ferner ein Wärmeleitkissen 184 umfassen. Das Wärmeleitkissen 184 kann zwischen dem Batteriemodul 110 und der Kühleinheit 180 angeordnet sein.
Daher umfasst die vorliegende Offenbarung gemäß einer solchen Konfiguration der vorliegenden Offenbarung die Kühleinheit 180, wodurch die Mehrzahl der montierten Batteriemodule 110 effektiv gekühlt wird. Darüber hinaus kann die Kühleinheit 180 so konfiguriert sein, dass sie mit der Grundplatte 120 verbunden ist, um einem äußeren Stoß zu widerstehen.
Weiterhin kann der Batteriepack gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung (siehe 2 und 11) außerdem mindestens einen Zwischenrahmen 190 umfassen. Der Zwischenrahmen 190 kann zwischen den Kühleinheiten angeordnet sein. Der Zwischenrahmen 190 kann eine Zwischenabdeckung 191 und einen Zwischenplattenabschnitt 192 umfassen. Die Zwischenabdeckung 191 kann eine Form haben, die eine vorbestimmte Dicke in einer Richtung von vorne nach hinten aufweist und sich in einer Richtung von links nach rechts erstreckt. Die Zwischenabdeckung 191 kann eine Form haben, die in einer Richtung nach oben aufgerichtet ist. Der Zwischenplattenabschnitt 192 kann eine Form haben, die sich in einer horizontalen Richtung erstreckt. Der Zwischenplattenabschnitt 192 kann eine Form haben, die einteilig mit einem unteren Abschnitt des Zwischendeckels 191 verbunden ist. Der Zwischenrahmen 190 kann zum Beispiel durch Strangpressen einteilig geformt werden.
Darüber hinaus kann jedes der beiden Enden des Zwischenrahmens 190 mit einem Seitenteil des ersten Seitenrahmens 150 und des zweiten Seitenrahmens 160 verbunden sein. Eine Unterseite des Zwischenrahmens 190 kann so konfiguriert sein, dass sie mit einer Oberseite der Grundplatte 120 verbunden werden kann.
12 ist eine perspektivische Rückansicht, die schematisch einen ersten Seitenrahmen eines Batteriepacks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. In 12 sind die Bewegungen eines Kühlmittels durch Pfeile dargestellt, um die Beschreibung der Zeichnung zu erleichtern.
Bezug nehmend auf 12 kann ein erster Seitenrahmen 150 des Batteriepacks 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine erste Verbindungsöffnung 151 und einen ersten Kühlmittelkanal 152 umfassen. Die erste Verbindungsöffnung 151 kann mit der Einspritzöffnung 182 verbunden sein, so dass sie kommunizierend mit der Einspritzöffnung 182 der Kühleinheit 180 in Verbindung steht. Das heißt, die erste Anschlussöffnung 151 kann eine Öffnungsgröße haben, die der Einspritzöffnung 182 entspricht. Die erste Verbindungsöffnung 151 kann so angeordnet sein, dass sie in engem Kontakt mit der Einspritzöffnung 182 steht. Die erste Verbindungsöffnung 151 kann auch durch Öffnen eines Teils des ersten Kühlmittelkanals 152 gebildet werden, so dass sie mit dem ersten Kühlmittelkanal 152 kommunizierend verbunden ist. Der erste Kühlmittelkanal 152 kann sich in der Richtung von vorne nach hinten entlang des Körpers des ersten Seitenrahmens 150 erstrecken.
Wie in 12 dargestellt, kann der erste Seitenrahmen 150 beispielsweise sechs erste Verbindungsöffnungen 151 aufweisen. Die sechs ersten Verbindungsöffnungen 151 können in der Richtung von vorne nach hinten angeordnet und um einen vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet sein. Der erste Kühlmittelkanal 152 des ersten Seitenrahmens 150 kann sich in der Richtung von vorne nach hinten entlang des Körpers erstrecken. Der erste Kühlmittelkanal 152 umfasst kein separates Rohr und kann, wenn der erste Seitenrahmen 150 stranggepresst ist, durch Erstrecken in einer röhrenförmigen Form in der Richtung von vorne nach hinten (Y-Richtung) gebildet werden. Jedes der sechs ersten Verbindungsöffnungen 151 kann mit dem ersten Kühlmittelkanal 152 kommunizierend in Verbindung stehen. Jede der sechs ersten Verbindungsöffnungen 151 kann so konfiguriert sein, dass sie mit der Einspritzöffnung 182 der Kühleinheit 180 verbunden werden kann.
Das heißt, das von einem hinteren Ende des ersten Kühlmittelkanals 152 des ersten Seitenrahmens 150 eingespritzte Kühlmittel kann sich entlang des ersten Kühlmittelkanals 152 nach hinten bewegen und kann das Kühlmittel durch jede der sechs ersten Verbindungsöffnungen 151 zur Kühleinheit 180 befördern.
13 ist eine perspektivische Rückansicht, die schematisch einen zweiten Seitenrahmen eines Batteriepacks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. In 13 sind die Bewegungen eines Kühlmittels zur besseren Beschreibung der Zeichnung durch Pfeile dargestellt.
Bezug nehmend auf 13 kann ein zweiter Seitenrahmen 160 des Batteriepacks 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine zweite Verbindungsöffnung 161 und eine zweite Kühlmittelkanal 162 umfassen. Die zweite Verbindungsöffnung 161 kann mit der Auslassöffnung 183 verbunden sein, so dass sie mit der Auslassöffnung 183 der Kühleinheit 180 kommunizierend in Verbindung steht. Das heißt, die zweite Anschlussöffnung 161 kann eine Öffnungsgröße haben, die der Auslassöffnung 183 entspricht, und kann so angeordnet sein, dass sie in engem Kontakt mit der Auslassöffnung 183 steht. Außerdem kann die zweite Verbindungsöffnung 161 durch Öffnen eines Teils des zweiten Kühlmittelkanals 162 gebildet werden, um mit dem zweiten Kühlmittelkanal 162 kommunizierend verbunden zu sein. Der zweite Kühlmittelkanal 162 kann sich in einer Richtung von vorne nach hinten (Y-Richtung) entlang des Körpers des zweiten Seitenrahmens 160 erstrecken.
Wie in 13 dargestellt, kann der zweite Seitenrahmen 160 beispielsweise sechs zweite Verbindungsöffnungen 161 aufweisen. Die sechs zweiten Verbindungsöffnungen 161 können in der Richtung von vorne nach hinten angeordnet und um einen vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet sein. Der zweite Kühlmittelkanal 162 des zweiten Seitenrahmens 160 kann sich in der Richtung von vorne nach hinten (Y-Richtung) entlang des Körpers erstrecken. Der zweite Kühlmittelkanal 162 umfasst kein separates Rohr und kann, wenn der zweite Seitenrahmen 160 stranggepresst ist, durch Erstrecken in einer röhrenfrömigen in der Richtung von vorne nach hinten gebildet werden. Jedes der sechs zweiten Verbindungsöffnungen 161 kann kommunizierend mit dem zweiten Kühlmittelkanal 162 verbunden sein. Jedes der sechs zweiten Verbindungsöffnungen 161 kann so konfiguriert sein, dass es mit der Auslassöffnung 183 der Kühleinheit 180 verbunden ist.
Das heißt, in den zweiten Kühlmittelkanal 162 des zweiten Seitenrahmens 160 kann das Kühlmittel von der Kühleinheit 180 durch jede der sechs zweiten Anschlussöffnungen 161 eingeleitet werden, und das eingeleitete Kühlmittel kann zum hinteren Ende des zweiten Kühlmittelkanals 162 bewegt und nach außen abgeleitet werden.
Daher enthält die vorliegende Offenbarung gemäß einer solchen Konfiguration der vorliegenden Offenbarung kein separates Rohr oder eine separate Röhre und bildet einen Kühlmittelkanal in dem ersten Seitenrahmen 150 und in dem zweiten Seitenrahmen 160, wodurch die Anzahl der Komponenten des Batteriepacks reduziert und dementsprechend die Materialkosten gesenkt werden und das Herstellungsverfahren vereinfacht wird. Dementsprechend kann die vorliegende Offenbarung die Herstellungskosten erheblich reduzieren und gleichzeitig die Effizienz erhöhen, mit der die Vielzahl der Batteriemodule gekühlt wird.
Weiterhin kann ein Batteriepack (nicht dargestellt) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mindestens ein Batteriemodul 110 und ein Batteriemanagementsystem (BMS) umfassen, das elektrisch mit dem Batteriemodul 110 verbunden ist. Das BMS kann verschiedene Schaltungen oder Geräte zur Steuerung des Ladens und Entladens der Vielzahl von Batteriezellen enthalten.
Weiterhin kann ein Fahrzeug (nicht separat dargestellt) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mindestens ein Batteriemodul 110 und eine Fahrzeugkarosserie mit einem Aufnahmeraum zur Aufnahme des Batteriemoduls 110 umfassen. Das Fahrzeug kann zum Beispiel ein Elektrofahrzeug, ein Elektroroller, ein Elektrorollstuhl oder ein Elektrofahrrad sein.
Weiterhin kann ein elektronisches Gerät (nicht dargestellt) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mindestens ein Batteriemodul 110 und ein externes Gehäuse mit einem Aufnahmeraum zur Aufnahme des Batteriemoduls 110 umfassen. Bei dem elektronischen Gerät kann es sich beispielsweise um einen Computer oder ein Energiespeichergerät handeln.
Obwohl hier Begriffe wie „oben“, „unten“, „links“, „rechts“, „vorne“ und „hinten“ verwendet werden, dienen diese Begriffe nur der einfacheren Beschreibung, und es ist für einen Fachmann offensichtlich, dass die Begriffe je nach Lage des Zielobjekts oder des Standorts des Beobachters variieren können.
Die vorliegende Offenbarung ist ausführlich beschrieben worden. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die detaillierte Beschreibung und die spezifischen Beispiele, während sie bevorzugte Ausführungsformen der Offenbarung aufzeigen, nur zur Veranschaulichung gegeben werden, da verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Umfangs der Offenbarung für den Fachmann aus dieser detaillierten Beschreibung ersichtlich werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

KR 1020200113233 [0002]

Claims

Batteriepack, der umfasst: eine Vielzahl von Batteriemodulen; eine Grundplatte, auf der die Vielzahl von Batteriemodulen angeordnet ist; einen vorderen Rahmen, der einen vorderen Abdeckabschnitt, der eine Vorderseite der Grundplatte abdeckt, und einem vorderen Plattenabschnitt umfasst, der sich von einer Seite des vorderen Abdeckabschnitts nach hinten erstreckt, wobei der vordere Abdeckabschnitt und der vordere Plattenabschnitt einteilig ausgebildet sind; einen hinteren Rahmen, der einen hinteren Abdeckabschnitt, der eine Rückseite der Grundplatte abdeckt, und einem hinteren Plattenabschnitt umfasst, der sich von einer Seite des hinteren Abdeckabschnitts nach vorne erstreckt, wobei der hintere Abdeckabschnitt und der hintere Plattenabschnitt einteilig ausgebildet sind; einen ersten Seitenrahmen, der eine linke Seite der Grundplatte abdeckt; und einen zweiten Seitenrahmen, der eine rechte Seite der Grundplatte abdeckt.
Batteriepack nach Anspruch 1, wobei der vordere Rahmen mindestens eine Verstärkungsrippe umfasst, die so angeordnet ist, dass sie einem Raum zwischen der Vielzahl von Batteriemodulen zugewandt ist, und die sich von dem vorderen Plattenabschnitt zu dem vorderen Abdeckabschnitt erstreckt, und wobei der hintere Rahmen mindestens eine Verstärkungsrippe umfasst, die so angeordnet ist, dass sie einem Raum zwischen der Vielzahl von Batteriemodulen zugewandt ist, und die sich von dem hinteren Plattenabschnitt zu dem hinteren Abdeckabschnitt erstreckt.
Batteriepack nach Anspruch 1, wobei eine erste Stufenstruktur, deren Höhe stufenweise in einer Endrichtung abnimmt, an beiden Enden des vorderen Abdeckabschnitts in einer Richtung von links nach rechts ausgebildet ist, und wobei eine zweite Stufenstruktur, deren Höhe stufenweise in einer Richtung nach außen abnimmt, am vorderen Ende und am hinteren Enden des ersten Seitenrahmens und des zweiten Seitenrahmens ausgebildet ist, um mit der ersten Stufenstruktur des vorderen Abdeckabschnitts verbunden zu werden.
Batteriepack nach Anspruch 1, wobei der vordere Rahmen ferner einen ersten Vorsprung umfasst, der einen oberen Abschnitt aufweist, der relativ weiter nach vorne vorspringt als ein unterer Abschnitt auf einer Vorderseite des vorderen Abdeckabschnitts, und wobei der hintere Rahmen ferner einen zweiten Vorsprung umfasst, der einen oberen Abschnitt aufweist, der relativ weiter nach hinten vorspringt als ein unterer Abschnitt auf einer Rückseite des hinteren Abdeckabschnitts.
Batteriepack nach Anspruch 1, wobei der vordere Abdeckabschnitt des vorderen Rahmens eine Vielzahl von horizontalen Rippen umfasst, die jeweils eine Plattenform aufweisen, die von der Vorderseite nach vorne vorspringen und sich in einer Richtung von links nach rechts erstrecken und in einer Richtung von oben nach unten angeordnet sind, und wobei unter der Vielzahl von horizontalen Rippen die horizontale Rippe, die sich an einem unteren Abschnitt befindet, so konfiguriert ist, dass sie eine relativ kürzere nach vorne vorspringende Länge aufweist als die horizontale Rippe, die sich an einem oberen Abschnitt befindet.
Batteriepack nach Anspruch 1, der außerdem ein Batteriemanagementsystem (BMS) umfasst, wobei der vordere Abdeckabschnitt oder der hintere Abdeckabschnitt einen Aufnahmeraum umfasst, der mindestens einen Teil des BMS aufnimmt.
Batteriepack nach Anspruch 1, der ferner umfasst: eine Kühleinheit, die einen Kühlmittelkanal umfasst, der so konfiguriert ist, dass sich ein Kühlmittel bewegen kann, eine Einspritzöffnung, die so konfiguriert ist, dass das Kühlmittel in den Kühlmittelkanal eingespritzt werden kann, und eine Auslassöffnung, die so konfiguriert ist, dass das Kühlmittel aus dem Kühlmittelkanal ausgelassen werden kann.
Batteriepack nach Anspruch 7, wobei der erste Seitenrahmen eine erste Verbindungsöffnung, die mit der Einspritzöffnung kommunizierend verbunden ist, und einen ersten Kühlmittelkanal umfasst, der mit der ersten Verbindungsöffnung kommunizierend verbunden ist und sich in einer Richtung von vorne nach hinten entlang eines Körpers des ersten Seitenrahmens erstreckt, und wobei der zweite Seitenrahmen eine zweite Verbindungsöffnung, die mit der Auslassöffnung kommunizierend verbunden ist, und einen zweiten Kühlmittelkanal umfasst, der mit der zweiten Verbindungsöffnung kommunizierend verbunden ist und sich in der Richtung von vorne nach hinten entlang eines Körpers des zweiten Seitenrahmens erstreckt.
Elektronisches Gerät, das mindestens einen Batteriepack nach einem der Ansprüche 1 bis 8 umfasst.
Fahrzeug, das mindestens einen Batteriepack nach einem der Ansprüche 1 bis 8 umfasst.