CN110525187B - 用于机动车的带有碰撞保护元件的电池组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的带有碰撞保护元件的电池组件，具体而言本发明涉及一种电池组件(1,10)，该电池组件带有至少一个电池模块(2,11)并且带有至少一个碰撞保护元件(6,12)。带有结构空间优化的碰撞保护的电池组件现在通过如下方式来提供，即碰撞保护元件(6,12)构造为至少一个拉带(7,13)，其中，拉带(7,13)至少部分地沿着电池组件(1)的周缘延伸，其中，当在碰撞情况下拉带横向于其纵向延伸部受载时，拉力能够经由拉带导出到固定结构(8,14)处。

Description

用于机动车的带有碰撞保护元件的电池组件

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的带有碰撞保护元件的电池组件。

背景技术

碰撞保护元件用于在特别的负载事件下保护敏感的部件。尤其，用于机动车的高伏特电池必须在碰撞情况下受保护。在机动车中存在各种负载情况，在所述负载情况下，电池通过包围的部件来保护以免发生侵入、冲击或变形。一种典型的负载情况是桩测试(Pfahltest，有时称为杆测试)，在该桩测试的情况下，电池静态地或动态地抵着桩受挤压。在此，力或能量必须受包围电池的部件保护。在此，边界条件是在大多数情况下维持最小的结构空间。

在现有技术中描述在碰撞的情况下保护用于机动车的电池的不同的可行方案。

由DE 41 29 737 A1已知一种电驱动的车辆，在该车辆的情况下，电池布置在后桥前方。在该车辆的情况下，电池应碰撞安全地布置并且能够简单地充电和放电。这通过如下方式来实现，即电池在其周面处由环绕的承载结构包围。在承载结构处固定有底板，并且承载结构配备有遮盖件，该遮盖件至少如此构造和布置，使得在倾翻的情况下防止电池脱落。该承载结构与底板和遮盖件一起形成相应的碰撞保护元件。承载结构由挤压型材或板材型材形成，所述挤压型材或板材型材由轻金属制造。承载结构由上方的和下方的横向承载件组成，所述横向承载件沿行驶方向不仅布置在电池前方而且布置在电池后方。横向承载件与相应的上方的和下方的纵向承载件在两侧处相互连接，从而分别产生上方的和下方的闭合的框架。至少上方的前横向承载件在其两个端侧的端部处与B柱连接。电池通过沿车辆纵向方向伸延的张紧带固定在其位置中。电池横向于车辆纵向轴线装入。上方的横向承载件和下方的横向承载件与车身柱和/或纵向门槛连接。上方的后横向承载件和下方的后横向承载件与桥容纳部一同形成碰撞或形变元件，该碰撞或形变元件防止桥部件或电动马达穿入到电池中。

由DE 10 2009 006 991 A1已知一种用于机动车的电能存储器。存在多个挨着彼此排列的模块，所述模块分别带有单个壳体和多个侧壁以用于形成至少一个用于能量存储器的部分壳体。侧壁在两个彼此邻接的模块的区域中包括至少一个壁部区段，该壁部区段如此构造，使得在预确定的到壁部区段的侧壁上的力输入的情况下引起侧壁的限定的形变。由此在碰撞的情况下实现有针对性的能量削减，其中，同时能够实现能量存储器的模块的受控制的相对运动。由此，也使在碰撞时作用于唯一的模型的力由于该模型与整个能量存储器的惯性相比更小的惯性而更小。这允许侧壁相对于实心的电池壳体的刚性的减少并且应导致更小的车辆重量。电池应集成在机动车的车辆通道中。至少一个侧壁沿机动车的行驶方向伸延，由此尤其是在侧向碰撞的情况下实现到侧壁上的力输入并由此通过各个模块的有针对性的形变和受控制的移位来实现能量削减。各个模块能够以确定的间距挨着彼此排列，从而处于中间的空间形成变形空间。在力输入的情况下，侧壁用作为用于能量削减的皱摺区，在其中该皱摺区波形地形变并且在此变形空间提供为此所需要的空间供使用。通过由侧壁承担的能量削减的功能，减少到各个模块上的力作用。模块经由柔性的线路以及可延展和压缩的连接元件相互连接，以便实现模块在碰撞情况下的相应的相对运动。这不仅涉及电线路而且涉及冷却线路和机械的连接元件。

由DE 10 2012 000 622 A1已知一种用于带有电动驱动器的机动车的电池组件。在电池壳体中布置有碰撞敏感的电池单电池，所述电池单电池尤其沿车辆横向方向经由中间空间相互间隔开。在中间空间中布置有尤其沿车辆横向方向延伸的加强撑杆，该加强撑杆用作为碰撞保护元件。加强撑杆在中间空间的区域中具有变形元件，该变形元件在碰撞情况下在部分用完中间空间的情况下能够以变形路径(Deformationsweg，有时称为变形行程)来形变。电池壳体具有外部的框架状的承载结构，该承载结构通过型材来构造。承载结构具有后方的和前方的横向承载件以及侧向的纵向承载件，所述横向承载件和纵向承载件框架状地围住电池单电池。在此，至少一个加强撑杆能够在相对于前方的和后方的横向承载件的间距的情况下桥接电池壳体的侧向的纵向承载件。以这种方式使电池壳体的沿车辆纵向方向前方的和后方的区域构件刚性地实施，而沿车辆纵向方向中间的区域在碰撞情况下可屈服地实施。加强撑杆通过固定销栓或通过焊接固定在电池壳体的侧向上相对而置的纵向承载件处。在此，固定部位如此设计，使得在碰撞情况下在实现预限定的力加载的情况下释放固定。以这种方式，加强撑杆能够在由变形元件提供的信息路径上侧向地移位。在侧向碰撞情况下，电池单电池能够同样侧向地移位进入到自由的中间空间中。为此，加强撑杆不是直接地，而是经由侧向的碰撞板固定在电池壳体纵向承载件处。因此，在侧向碰撞情况下，面向碰撞的碰撞板能够使电池单电池移动进入到中间空间中。加强撑杆能够通过两个承载框架来构造。在承载框架中的每个承载框架中能够分别布置有电池单电池。这两个承载框架能够在中间连接变形元件的情况下相互连接。因此，通过电池壳体的受控制的允许的形变能够使以碰撞不敏感的构件来占据的区域发生形变。

这类碰撞保护或变形元件在受载的情况下弹性地和/或塑性地在侵入部位处受载。能量的削减或然而刚性的保证至少取决于几何结构并且相应地需要结构空间。该结构空间能够例如用于另外的电池模块。

发明内容

因此，本发明基于如下任务：提供一种带有结构空间优化的碰撞保护的电池组件。

这种作为本发明基础的任务现在通过一种带有如下特征的电池来解决：

一种电池组件，该电池组件带有至少一个电池模块并且带有至少一个碰撞保护元件，其特征在于，所述碰撞保护元件构造为至少一个拉带，其中，所述拉带至少部分地沿着所述电池组件的周缘延伸，其中，当在碰撞情况下所述拉带横向于其纵向延伸部受载时，拉力能够经由所述拉带导出到固定结构处。

碰撞保护元件构造为至少一个拉带。优选地，存在多个拉带。一个拉带或多个拉带至少部分地沿着电池组件地周缘延伸，其中，当在碰撞情况下一个拉带或多个拉带横向于其纵向延伸部受载时，拉力能够经由一个拉带或多个拉带导出到固定结构处。与碰撞保护型材相比，拉带需要更少的侧向的结构空间并且能够同时保护多个电池模块或一个电池模块。由此给电池模块提供更多空间。实现更紧凑地构造的电池组件。此外，实现重量节省，这有助于实现更好的行驶动态性能和更高的里程。

动力学的能量的削减由此不是在侵入的部位处实现，而是通过至少一个拉带移位到另一个位置处。侵入体造成拉带的张紧，该拉带又支撑在固定结构处。这些固定结构能够要么变形并由此引起能量削减要么然而弹性地弯曲，这导致侵入体的回弹。有利地，固定点布置在车辆中的或电池***中的如下部位处，在所述部位中存在适宜的结构空间情况。拉带的优点是，由此节省结构空间地提供碰撞保护。

拉带相应地如此设计，使得高的拉力不导致失效或裂纹。拉带尤其构造为连续纤维、增强的塑料或构造为金属织物。

电池组件优选具有底板，其中，多个电池模块布置在底板处，其中，拉带沿着底板的纵向侧和/或端侧延伸，其中，固定结构固定在底板的拐角中。通过该电池组件，通过一个拉带或多个拉带保护多个电池模块。

固定结构一方面固定在底板处并且另一方面固定在车身侧的构件处。这具有如下优点，即在碰撞情况下作用于拉带的力不仅经由底板导出，而且经由另外的车身侧的构件导出。能考虑的是，这些构件能够通过形变来吸收能量。

在底板上布置或构造有至少一个横向肋条，其中，至少一个横向肋条以朝着纵向侧指向的端侧形成用于拉带的支撑部位，其中，拉带固定在支撑部位处或至少在碰撞情况下贴靠在支撑部位处。由此在碰撞情况下力经由拉带不仅传递到固定结构处，而且导入到横向肋条中，这更好地保护电池模块。

优选地，多个电池模块成排地布置，其中，横向肋条在每一排之间延伸。优选地，在所有横向肋条处构造有相应的支撑部位。在底板上优选地构造或布置有至少一个中间肋条，其中，多个横向肋条和至少一个中间肋条形成用于各个电池模块的格。在一个设计方案中，存在正好一个中间肋条。然而也能够不存在中间肋条或存在多于一个中间肋条。电池模块固定在格中并且通过包围的肋条侧向地保护。

在备选的设计方案中，存在正好一个电池模块，其中，电池模块由环绕的拉带包围，其中，在电池模块的拐角区域中分别构造有固定结构，其中，拉带贴靠在固定结构处或固定在固定结构处。在该布置的情况下，每个电池模块通过特有的环绕的拉带来保护。

附图说明

现在存在大量设计和改进根据本发明的电池的可行方案。在下面借助附图和所属的描述来更详细地阐释本发明的有利的设计方案。在附图中：

图1以示意性的、透视的俯视图示出电池组件的一部分、即底板和多个呈拉带形式的碰撞保护元件，

图2以示意性的俯视图示出多个电池模块，所述电池模块布置在根据图1的底板上，以及

图3以示意性的俯视图示出带有呈拉带形式的环绕的碰撞保护元件的另外的电池组件。

附图标记列表

1 电池组件

2 电池模块

3 底板

4 中间肋条

5 横向肋条

6 碰撞保护元件

7 拉带

8 固定结构

9 支撑部位

10 电池组件

11 电池模块

12 碰撞保护元件

13 拉带

14 固定结构。

具体实施方式

在图1和2中示出第一电池组件1。电池组件具有多个电池模块2，所述电池模块以网栅的形式布置，所述网栅具有在此处例如分别带有六个电池模块2的两排。电池组件1为此具有底板3，电池模块2布置、尤其固定在该底板上。底板3具有中间肋条4，该中间肋条在这两排之间延伸。在每一排的各个电池模块2之间布置有横向肋条5，所述横向肋条基本上垂直于中间肋条4延伸。中间肋条4沿基本上矩形的底板3的纵向方向延伸，尤其基本上从一个端侧延伸直至另一个端侧。横向肋条5从中间肋条4出发延伸直至底板3的未更详细表示的纵向棱边。由此形成未更详细表示的格，在所述格中分别布置有电池模块2。此外，存在遮盖件，该遮盖件能够可脱开地固定在肋条4,5和/或底板3处。

现在存在多个碰撞保护元件6，所述碰撞保护元件在碰撞的情况下保护电池模块2。这些碰撞保护元件6构造为拉带7。尤其，存在多个拉带7。在所示出的设计方案中，在此处沿着纵向棱边分别布置有三个拉带7。在备选的设计方案中，超过或少于三个拉带也能够沿着纵向棱边延伸。此外能考虑的是，另外的拉带沿着底板的端侧延伸。

拉带7固定在固定结构8处。固定结构8与底板3连接。底板3能够构造为金属板。固定结构8同样由金属形成并且优选地与底板3焊接。当现在在侧向碰撞的情况下碰撞体或处于周围的车辆部件(例如门槛)与拉带7处于接触时，这在拉带7中引起拉应力，该拉应力导出到固定结构8上。

拉带7相应地如此设计，使得高的拉力不导致失效或裂纹。拉带7尤其构造为纤维增强的塑料、尤其构造为连续纤维增强的塑料或构造为金属织物。在碰撞的情况下，现在拉带7向内受挤压，其中，横向肋条5的端侧用作为另外的支撑部位9。拉带7能够要么贴靠在这些另外的支撑部位9处要么与支撑部位9连接。由此，将拉应力导出到支撑部位9上并且尤其导出到固定结构8上。将碰撞保护元件6作为至少一个拉带7尤其作为多个拉带7来实施具有如下优点，即结构空间沿相对于底板3的横向方向是小的。由此给电池模块2提供更多的空间。这实现更紧凑地构造的电池组件。此外，实现重量节省，这有助于实现更好的行驶动态性能和更高的里程。

在图3中所示出的设计方案中示出另外的电池组件10。该电池组件10具有正好一个电池模块11，该电池模块带有多个未示出的单电池。该电池组件10具有呈环绕的拉带13形式的碰撞保护元件12。拉带13在此处不仅沿着未更详细表示的纵向侧延伸而且沿着未更详细表示的端侧延伸。在拐角中分别又存在固定结构14，拉带13支撑在该固定结构处。在碰撞情况下，拉力经由拉带13导出到固定结构14中。固定结构14或固定结构8能够如此构造，使得固定结构14在碰撞情况下变形。在有利的设计方案中，该固定结构不仅与电池***(在此处底板)连接，而且同样固定在车辆的另外的构件处、例如固定在车身处。这些部位尤其如此选择，使得在碰撞情况下这些另外的构件同样是可变形的，从而发生能量削减。此外，能考虑的是，使这些构件能够弹性地弯曲，从而在碰撞情况下实现侵入体的回弹。

Claims (6)

1.一种电池组件，该电池组件带有至少一个电池模块并且带有至少一个碰撞保护元件，其中，所述电池组件具有底板，其中，所述电池模块布置在所述底板中，其中，所述碰撞保护元件构造为至少一个拉带，其中，所述拉带固定在固定结构处，其中所述固定结构与底板连接，其中，所述拉带至少部分地沿着所述电池组件的周缘延伸，其中，当在碰撞情况下所述拉带横向于其纵向延伸部受载时，拉力能够经由所述拉带导出到固定结构处，其中，在所述底板上布置或构造有至少一个横向肋条，其中，所述横向肋条以朝着所述底板的纵向侧指向的端侧形成用于所述拉带的支撑部位，其中，所述拉带固定在所述支撑部位处或至少在碰撞情况下贴靠在所述支撑部位处。

2.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于，所述拉带沿着所述底板的纵向侧和/或端侧延伸，其中，所述固定结构固定在所述底板的拐角处。

3.根据权利要求1或2所述的电池组件，其特征在于，所述固定结构一方面固定在所述底板处并且另一方面固定在车身侧的构件处。

4.根据权利要求1或2所述的电池组件，其特征在于，在所述底板上构造或布置有至少一个中间肋条，其中，多个横向肋条和所述至少一个中间肋条形成用于各个电池模块的格。

5.根据权利要求1或2所述的电池组件，其特征在于，存在正好一个电池模块，其中，所述电池模块由在此处环绕的拉带包围，其中，在所述电池模块的拐角区域中分别构造有固定结构，其中，所述拉带贴靠在所述固定结构处或固定在所述固定结构处。

6.根据权利要求1或2所述的电池组件，其特征在于，所述拉带构造为连续纤维增强的塑料或构造为金属织物。

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