CN109950438B - 电池*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于构成机动车电池的电池***(1)，所述电池***具有用于容纳电池单池的壳体(2)，所述电池***包括：***部件(10)，所述***部件用于将电池单池在壳体(2)中固定和接触；以及容纳在壳体(2)中的泡沫体(4)，所述泡沫体用于排挤空气体积，其中泡沫体(4)具有用于容纳***部件(10)的凹部(40)。

Description

电池***
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的电池***，例如用于机动车的牵引用电池***。
背景技术
用于机动车的电池***是已知的，在所述电池***中电池单池容纳在壳体之内。电池单池经由构成为固定部件的***部件机械地彼此连接，经由构成为接触部件的***部件彼此电接触并且在其功率输出或功率吸收方面进行控制或调节。此外，电池单池能够经由构成为调温部件的***部件调温。
其中保持、接触和调温电池单池的壳体通常具有与由电池单池和***部件本身所占用的体积相比更大的体积。在该上下文中已知的是，不存在电池***的***部件或电池单池的自由的体积至少部分地借助于泡沫体填满，以便以这种方式减少在壳体之内的自由的空气体积。
以这种方式能够减少电池壳体的自由的空气体积，所述自由的空气体积为了在环境压力波动和温度波动的情况下进行压力平衡而必须与环境进行交换。
此外，能够经由减少在电池壳体之内的自由的空气体积实现：减少在电池壳体之内存在的空气中的氧并且以这种方式能够降低在壳体之内的火灾危险。
在壳体之内存在泡沫体的电池***例如从DE 10 2016 202 024 A1中已知。
发明内容
基于已知的现有技术，本发明的目的是提供一种进一步改进的电池***。
所述目的通过一种电池***实现。有利的改进方案从本说明书以及附图中得出。
相应地，提出一种用于构成机动车电池的电池***，所述电池***具有用于容纳电池单池的壳体，所述电池***包括：***部件，所述***部件用于将电池单池在壳体中固定和接触；以及容纳在壳体中的泡沫体，所述泡沫体用于排挤空气体积。根据本发明，泡沫体具有用于容纳***部件的凹部。
通过在泡沫体中设有凹部能够实现电池***的简化的结构，在所述凹部中能够容纳***部件。
***部件能够以这种方式相应简单地容纳在泡沫体中的凹部中，并且能够减少用于将***部件保持在壳体之内的单独的固定设备或者能够完全弃用所述固定设备。因此，电池***的简化的组装也是可行的，因为***部件不必借助于固定机构固定，而是仅能够容纳在容纳部中。
通过使用具有与要容纳的***部件互补的凹部的泡沫体也能够实现：同样减少在壳体中的自由的空气体积，所述自由的空气体积在温度波动和/或空气压力波动的情况下必须与环境经由相应的交换阀进行交换，以便避免在壳体中构件正压或负压。
通过将***部件容纳在泡沫体的凹部中也能够实现，进一步减少在壳体中的自由的空气体积，因为***部件由泡沫体至少部分地环绕并且泡沫体不仅安置在***部件上。
由此，在壳体中的可能的除湿设备同样也能够设计得更小，所述除湿设备用于：从进入壳体中的空气抽取湿气，使得在壳体之内提供限定的气氛并且尤其避免空气湿气的冷凝。
此外，在壳体之内存在少量空气中的氧并且相应地在破坏情况下对于在壳体之内可能的点燃而言存在少量的空气中的氧气。由此能够改善电池***的安全性。
泡沫体具有灭火材料。所述材料在此优选不仅自熄灭地构成，而且更确切地说用于：通过如下方式熄灭可能在壳体之内产生的火灾：即抽取在壳体中的氧气和/或通过热量产生由所述材料构成的用于扑灭的层或液体，所述层或液体扑灭或熄灭火灾。
灭火材料将在壳体之内的其余的电池单池和***部件相对于火源地进行屏蔽——例如通过将材料熔化或液化使得所述材料在剩余的、仍完好的电池单池之上布设进行保护的膜或进行保护的层。
相应地，泡沫体的材料的灭火功能与仅用于阻火的或自熄灭的材料进行区分，然而所述阻火的或自熄灭的材料本身不提供主动的灭火功能。在此要注意的是，电池***与其壳体通常在机动车中用作为封闭的***，使得在电池单池燃烧时电池***优选能够完全自己熄灭，以便随后作为整体被替换，其中不进一步损害机动车的其余部件的完整性。
作为用于泡沫体的材料例如能够使用EPP材料(发泡聚丙烯)，所述EPP材料优选根据IEC 61249-2-21是无卤素的。在此，例如能够使用材料ARPRO4135 FR。
优选地，在泡沫体中的凹部与***部件至少在部段中互补地构成，使得相应的个体的***部件能够精确匹配地容纳在所述凹部中。特别优选地，将***部件在一定的预紧力下引入到泡沫体中，使得确保***部件无颤动地容纳在泡沫体中。凹部相应地对于***部件而言盈余过小，使得必须将所述***部件压入到泡沫体中并且相应地力配合地保持。
以这种方式能够弃用其他固定机构，这在顺畅地装入和低成本的和轻质的结构中产生。在电池***中优选能够构成相应的泡沫体，所述泡沫体能够容纳多个***部件。
在另一优选的实施方式中，泡沫体为了减震而与壳体的一部分连接。尤其，泡沫体能够材料配合地与壳体的一部分连接。
因此，能够减震壳体的部件的可能出现的震动或能够影响其震动特性，以便得到声学方面期望的结果。
泡沫体能够为此例如与壳体部分处于弹性接触，使得提供在泡沫体和相应的壳体部分之间的直接接触。由于泡沫体的弹性的和减震的特性，能够以这种方式实现影响相应的壳体部分的振动表现。
尤其优选地，泡沫体与电池***的壳体的顶盖部接触，使得能够影响顶盖部的振动表现。以这种方式，例如也可行的是，电池***的壳体的顶盖部以较小的材料厚度构成，因为在行驶运行期间进入到顶盖部中的振动能够借助于泡沫体减震，所述振动可能造成不期望的噪音产生。
为了实现壳体部分的期望的振动表现，泡沫体能够构成为，使得所述泡沫体在选择的部段中或逐点地与壳体部分接触。以这种方式，能够相应地实现在壳体部分的特定的振动节点处的质量分配，使得以这种方式能够实现谐震频率从干扰范围移动到无问题的范围中。
优选地，泡沫体模块化地构成并且在第一泡沫体模块中设有用于容纳第一空间扩展的第一***部件的第一凹部，并且在第二泡沫体模块中设有用于容纳具有第二空间扩展的第二***部件的凹部。
因此，不同的***部件能够相应地容纳在泡沫体模块中，其中泡沫体模块随后能够组装为整个泡沫体，所述泡沫体随后装入壳体的内部空间中，使得***部件能够被组织排列并且以安全保持的方式容纳，而且能够执行个体地匹配于设置在相应的电池***中的个体的***部件。
通过模块化的结构，不必针对每个电池***设计自身的泡沫体，而是所述电池***能够采用预定的泡沫体模块的池，随后能够从所述池中个体地进行选择。
优选地，设有第一泡沫体模块和第二泡沫体模块，所述第一泡沫体模块具有第一质量和/或第一减震特性和/或第一弹性特性，所述第二泡沫体模块具有第二质量和/或第二减震特性和/或第二弹性特性，并且设有第一泡沫体模块和/或第二泡沫体模块与壳体和/或***部件的连接，以影响壳体和/或***部件的振动。所述连接特别优选材料配合地构成。
以这种方式也能够借助于泡沫体模块的不同特性影响壳体的或壳体的分别与泡沫体或泡沫体模块接触的部分的振动表现。
在此会期望的是，壳体部分的振动表现和自谐震，从通常在机动车之内存在的激励频率的范围内或从不能被机动车的用户听见或触觉感知的振动范围中，移动到另一振动范围中，该另一振动范围由机动车的用户感受为非干扰性的。壳体部分的振动表现的移动也能够设计为，使得移动到在机动车的声学设计方面期望的振动范围中。
泡沫体或泡沫体的部段和/或泡沫体模块能够与壳体部分材料配合地连接，以便以这种方式实现相应的壳体部分的限定的质量减震。因此，至少能够出于声学观点减少壳体部分的材料厚度，因为振动特性不再仅经由相应的壳体部分的质量减震确定，而是也经由借助于泡沫体或泡沫体的部分的附加的质量减震以及经由泡沫体的机械/弹性特性来确定。
附图说明
本发明的其他优选的实施方式通过附图的下述说明详细阐述。在此示出：
图1示出电池***的示意立体图，所述电池***具有壳体，在所述壳体中能够容纳电池单池；
图2示出电池***的局部的示意立体图；
图3示出电池***的示意立体图，所述电池***具有泡沫体；以及
图4示出电池***的壳体部分的示意的部分剖视图。
具体实施方式
下面，根据附图说明优选的实施例。在此，相同的、类似的或起相同作用的元件在不同附图中设有相同的附图标记，并且部分地不对这些元件重复地进行描述，以便避免繁冗。
在图1中示意地以部分剖开的立体图示出电池***1，所述电池***具有示意示出的壳体2，在所述壳体的内部空间中设有同样示意示出的电池模块3。
在电池模块3中能够容纳在附图中未示出的电池单池。电池单池最终用于将电能存储在电池***1之内，以便将所述电能随后在机动车中提供。
壳体2用于：将电池单池以可操纵的形式安置在机动车中，将电池单池相对于外部影响进行屏蔽，能够实现对电池单池的调温和提供用于电池单池的安全容器。因此，壳体2同时也提供环境保护免受在壳体2之内出现的破损、即例如火灾、短路或电池液体流出的影响。因此，电池***1的壳体2通常严密密封地构成，以便相应地防止有害介质从壳体2中流出。
在示出的实施例中，在壳体2之内分别设有两个子层的电池模块3，其中各三个电池模块3彼此并排设置。然而也可考虑电池模块3的设置的其他结构。
壳体2具有底部20、顶盖22和侧部24并且在示出的实施例中以两个子层构成，使得还引入中间底部26。但是在此，原则上，两个相同的子层彼此叠加地构成并且也能够设有其他子层，以便将壳体2的形状系数匹配于机动车中的相应的要求。
壳体2的部分和尤其底部20、顶盖22、侧部24和中间底部26由金属材料构成，优选由铝或铝合金构成，并且构成电池***1的外部的物理限界部。壳体2相应地以这种形式在机动车中结合。
为了能够补偿温度波动和空气压力波动，本身严密地封闭的壳体2通常在此具有明确尽示出的气体交换机构，例如呈气体交换阀的形式，经由所述气体交换结构能够进行在壳体2的内部空间和环境之间的限定的空气交换，使得能够平衡在壳体中的相对于环境的正压或负压。经由所述气体交换机构交换的空气体积与在壳体2中存在的自由空气体积相关。
为了将该容纳在壳体2中的自由空气体积保持得尽可能小，在壳体2中设有泡沫体4，所述泡沫体设计用于排挤容纳在壳体2中的空气体积。泡沫体4相应地填充壳体2的不被其他***部件、壳体部分或电池单池填充的区域。
根据泡沫体4的设计方案，由此能够明显减少位于壳体2中的自由空气体积，使得相应地能够减少在壳体2的内部空间和环境之间的空气体积的交换。因此，气体交换机构能够设计得更小，而且减少了从环境进入到壳体2中的环境空气的除湿的必要性。
泡沫体4在图1和2中示出的实施例中构成为，使得其设置在电池模块3上方。
如在图3和4中所示出那样，在该区域中设有其他***部件10，所述***部件例如能够以线缆，电气部件或电子部件，传感器等的形式存在于在壳体2中。***部件10引入凹部40中，所述凹部设置在泡沫体4中。因此，***部件10能够容纳在泡沫体4中，以及在凹部40的相应的设计方案中也保持在泡沫体4中。
凹部40在此优选构成为，使得所述凹部至少在一个部段中跟随相应的***部件10的轮廓，但是在此在尺寸方面略小地构成，使得在泡沫体4中的凹部40相应地紧挨地贴靠在***部件10上进而确保***部件10在凹部40之内的安全且绷紧的配合。
以这种方式能够放弃用于固定***部件10的单独的固定机构并且***部件10的固定仅经由泡沫体4中的凹部40进行。
泡沫体4优选包括阻燃材料。特别优选地，泡沫体4包括灭火材料，所述灭火材料相应地能够实现可能在电池***1的壳体2内部中出现的火灾的主动的熄灭。
泡沫体4还优选以模块化的形式构成，以便能够以有效的方式实现对泡沫体4的不同要求。
例如，在图2中可见，第一泡沫体模块42由第一材料构成，并且第二泡沫体模块44由第二材料构成，使得能够相应地通过组装不同泡沫体模块42、44实现整个泡沫体4的模块化的结构。
第一和第二泡沫体模块42、44也能够具有不同构成的凹部40，使得相应地在各个泡沫体模块42、44中能够容纳不同的***部件10并且以这种方式根据电池***1的结构和***部件10的应用能够通过由不同的泡沫体模块42、44构成的相应的结构实现泡沫体4的简单的结构。
泡沫体4还构成为，使得其与壳体2的部件或部分，例如在图1中所示出的那样，直接接触。在图1中，泡沫体4与壳体2的中间底部26直接接触。以这种方式，泡沫体4能够以减振的方式作用或影响壳体2的分别与所述泡沫体连接的部分的振动特性。
对振动特性的影响或减振还能够通过如下方式实现：即用泡沫体4的质量加载壳体2的相应的部分，以便以这种方式影响壳体4的该部分的振动表现。
在此，根据泡沫体4的设计方案，能够或者点状地或者部段式地或者然而整面地进行质量加载。泡沫体4在此优选与壳体2的相应的要减震的或要影响的部分连接，例如经由借助于粘贴进行的材料配合的连接进行。
壳体2的相应的部分在泡沫体4之上的质量分配尤其能够在泡沫体4的模块化的构成方案中也以部段式匹配的方式进行。例如，构成泡沫体4的第一泡沫体模块42的质量能够在壳体2的所述部分的中间区域中比在其边缘区域中更重地构成，在所述边缘区域中壳体2的部分与第二泡沫体模块44连接。
以这种方式，在优化电池***1的总重量的情况下，仍能够实现壳体2的部分的质量分配，使得相应地匹配壳体2的该部分的进而整个壳体2的振动表现，使得产生期望的声学表现或至少接近期望的声学表现。
泡沫体4也还能够挤压到壳体2的该部分上并且以这种方式将弹性的预紧力施加到壳体2上。因此，能够经由泡沫体4的弹性的预紧力和减震特性同样实现壳体2的减振。
由此能够经由借助泡沫体4的整面地、部段地或点状的质量分配来改变壳体2的相应的部分的，例如壳体2的中间底部26或顶盖22的振动表现。此外，能够通过利用泡沫体4的减震表现来影响振动表现。
以这种方式，壳体2的相应的部分，例如壳体2的中间底部26、顶盖22、底部20和/或侧部24能够更轻地构成——例如通过使用壳体2的部分或部段的较小的材料厚度而更轻地构成，其中振动表现整体上不变差或甚至改善。
只要可适用，在实施例中示出的所有单个特征就能够彼此组合和/或交换，而不脱离本发明的保护范围。
附图标记列表
1 电池***
10 ***部件
2 壳体
20 底部
22 盖
24 侧部
26 中间底部
3 电池模块
4 泡沫体
40 凹部
42 第一泡沫体模块
44 第二泡沫体模块

Claims (8)

1.一种用于构成机动车电池的电池***(1)，所述电池***具有用于容纳电池单池的壳体(2)，所述电池***包括：***部件(10)，所述***部件用于将所述电池单池在所述壳体(2)中固定和接触；以及容纳在所述壳体(2)中的泡沫体(4)，所述泡沫体用于排挤空气体积，其中所述泡沫体(4)具有用于容纳***部件(10)的凹部(40)，
其特征在于，
所述泡沫体(4)包括灭火材料，
其中所述泡沫体(4)为了减震而与所述壳体(2)的一部分连接，并且所述泡沫体(4)模块化地构成并且具有第一泡沫体模块(42)和第二泡沫体模块(44)，其中所述第一泡沫体模块(42)的质量在所述壳体(2)的所述部分的中间区域中比在其边缘区域中更重地构成，在所述边缘区域中所述壳体(2)的所述部分与所述第二泡沫体模块(44)连接。
2.根据权利要求1所述的电池***(1)，其特征在于，所述凹部(40)与所述***部件(10)互补地构成。
3.根据权利要求2所述的电池***(1)，其特征在于，所述灭火材料自熄灭地构成，其中所述灭火材料构成用于，通过火灾的热量产生用于扑灭的层或液体，所述层或液体扑灭或熄灭火灾。
4.根据权利要求1所述的电池***(1)，其特征在于，所述泡沫体(4)为了减震而与所述壳体(2)的一部分材料配合地连接。
5.根据权利要求1所述的电池***(1)，其特征在于，在所述第一泡沫体模块(42)中设有用于容纳第一空间扩展的第一***部件(10)的第一凹部(40)，并且在所述第二泡沫体模块(44)中设有用于容纳具有第二空间扩展的第二***部件(10)的第二凹部(40)。
6.根据权利要求1所述的电池***(1)，其特征在于，所述第一泡沫体模块(42)具有第一质量和/或第一减震特性和/或第一弹性特性，所述第二泡沫体模块(44)具有第二质量和/或第二减震特性和/或第二弹性特性，并且所述第一泡沫体模块(42)和/或所述第二泡沫体模块(44)与所述壳体(2)和/或***部件(10)连接，以影响所述壳体(2)和/或所述***部件(10)的震动。
7.根据权利要求6所述的电池***(1)，其特征在于，所述第一泡沫体模块(42)和/或所述第二泡沫体模块(44)与所述壳体(2)和/或***部件(10)材料配合地连接。
8.根据权利要求1所述的电池***(1)，其特征在于，所述泡沫体(4)点状地和/或部段地和/或整面地贴靠在所述壳体(2)和/或***部件(10)上，以影响所述壳体(2)和/或所述***部件(10)的振动。
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