CN111883701A - 用于驱动车辆的电池***的电池外壳 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆电池的电池外壳(13)，包括外壳盖(10)和外壳托盘(19)。外壳盖(10)和外壳托盘(19)使用密封件(30)以流体密封的方式彼此连接，其中，外壳盖(10)在纵向方向(11)上和横向方向(12)上具有延伸。此外，外壳盖(10)具有加强筋(20)。根据本发明，加强筋(20)由三种不同类型的筋形成，其中，三种类型的筋由纵向筋(21)、横向筋(22)和对角筋(23)形成。在外壳盖(10)上至少存在一个节点(24)，其中，由至少两种不同类型的筋(21、22、23)形成的三个加强筋(20)在节点(24)处相交。

Description

用于驱动车辆的电池***的电池外壳

技术领域

本发明涉及一种用于电池***的电池外壳以及具有这种电池外壳的电池***。

背景技术

用于驱动车辆的电池***的电池外壳是已知的。能够接收和释放电能的蓄电池单元布置在电池外壳中。除了蓄电池单元之外，电触点通常也被布置在电池外壳内。蓄电池单元及其触点通常被设计为单元模块，其中，多个单元模块***到一个电池外壳中。电池外壳的任务是保护单元模块免受机械损坏。此外，必须分别控制蓄电池单元的温度，以避免过热或过冷，这将对蓄电池单元的使用寿命产生负面影响。已知冷却剂，通常是空气被用于对蓄电池单元进行温度控制。空气直接围绕蓄电池单元流动，并且根据工作状态，引入热量或消散热量。然而，风冷电池的热传递受到限制，这就是为什么高性能电池中风冷不足的原因。冷却液也已知用于实现改善热传递。然而，问题是此处的液体传导部件必须是密封的。因此，大型扁平部件的密封是一个巨大的挑战，特别是在通过冷却剂泵产生压力脉冲的情况下。

发明内容

本发明的目的是实现一种改进的电池外壳，冷却剂能够流过所述电池外壳，特别是所述电池外壳具有改善的密封性。

这个目的通过独立的权利要求的主题实现。优选的实施例是从属权利要求的主题。

根据本发明的电池外壳提供一种车辆电池，以及一种用于驱动车辆的电池***。因为需要高性能的电池来驱动车辆，必须对布置在电池中的蓄电池单元进行可靠的冷却。这通过借助电介质冷却液(即液体冷却剂，特别是油)直接冷却蓄电池单元来实现。在此，冷却液直接在蓄电池单元的四周流动。因此，冷却液位于整个电池外壳中。封装有蓄电池单元、电触点和控制单元并且包含冷却液的电池外壳具有外壳盖和外壳托盘。外壳盖使用密封件以液体密封的方式与外壳托盘相连接。优选地，外壳托盘和外壳盖由热塑性塑料材料形成。替代地，外壳托盘或/和外壳盖也能够由热固性塑料或金属形成。在此，两个部分能够由相同的材料形成，或由不同的材料制成。

外壳盖在纵向方向上和与纵向方向正交的横向方向上具有延伸。外壳盖在其表面上具有加强筋。所述加强筋能够布置在外壳盖的内部和/或外部。加强筋由三种不同类型的筋形成，其中，不同类型的筋通过其在外壳盖的表面上的延伸来确定。在纵向方向上延伸的加强筋将在以下称为纵向筋。在横向方向上延伸的加强筋将在以下称为横向筋，并且以与纵向方向和横向方向均不等于90°的角度延伸的加强筋将在以下称为对角筋。优选地，对角筋在外壳盖的外侧表面或内侧表面以与纵向方向和横向方向呈大约30°至60°的角度分别延伸。对角筋优选地以与纵向方向和横向方向呈45°角延伸。在一种特定类型的筋的相邻的加强筋之间的间距可以等于或小于部件的中心，由此实现外壳盖的附加加强。所有类型筋的加强筋的筋宽度能够是相同的。然而，特定类型的筋也可以具有比其他两种类型的筋更宽或更窄的筋宽度。

应当理解的是，至少一个加强筋，优选两个或多个加强筋，无论其被分配具有哪种类型的筋，能够与以上所解释的两个或更多个节点相交或在两个或更多个节点中终止。

为了增加外壳盖的部件刚度，在外壳盖上至少存在一个节点，被分配具有三种不同类型的筋的三个加强筋在所述节点处相交。优选地提供多个这种节点。在这种情况下，至少一个加强筋(无论所述加强筋被分配具有哪种筋类型)在两个或更多个节点处分别与其他类型的筋的两个加强筋相交。用这种方法，在加强筋中吸收的力以特别有效的方式分配并消散到其他一种或多种类型的筋的相邻的加强筋中。

根据一个优选的实施方式，至少一个对角筋与至少一个纵向筋或一个横向筋在至少一个节点处相交。伴随着这种加强筋的布置外壳盖得到了特别明显的加强。

特别优选地，能够设置至少一个第一对角筋和至少一个第二对角筋，它们彼此呈一定的角度布置，优选地呈锐角布置。伴随着这种加强筋的布置外壳盖也得到了特别坚固的加强。

根据一个有利的改进，在至少一个节点中两个对角筋彼此相交。伴随着这种加强筋的布置外壳盖也得到了特别明显的加强。

根据一个有利的改进，被分配具有三种不同类型的筋的至少三个加强筋分别在多个节点处相交。伴随着这种加强筋的布置外壳盖也得到了特别明显的加强。

节点在垂直于外壳盖的观察方向上具有基本上圆形的外圆周是有利的。因此，引入的力能够被均匀地消散到相邻的加强筋上。另外，节点能够具有圆形凹槽，由此防止材料的堆积。这在将外壳盖被设计为塑料件的情况下特别有利，以减少会导致更严重的侵入的材料的堆积。

在另一个优选的实施方式中，外壳盖在纵向方向上具有两个位于外侧的边缘地带和布置在边缘地带之间的一个中心地带。外壳盖在横向方向上同样具有两个边缘区域和布置在边缘区域之间的一个中心区域。因此，在外壳盖上得到九个不同的区域，其由边缘地带和中心地带与边缘区域和中心区域的重叠区域形成。所述区域中的每个能够具有单独的加强筋图案。优选地，在边缘地带与边缘区域相交的那些区域中不布置加强筋。在边缘地带或边缘区域与中心区域或中心地带相交的区域中只布置单个类型的筋，特别是纵向筋或横向筋。优选地，在中心地带与中心区域相交的区域中布置对角筋。除了对角筋之外，另一种类型筋，或甚至两个类型的筋(即纵向筋和对角筋)能够布置在这个区域中。因此，对于压力稳定性特别重要的电池外壳区域以最优的方式得到稳定。

根据一个优选的实施方式，在重叠区域中存在有多个横向筋，所述多个横向筋在多个节点处与同样设置在重叠区域中的多个对角筋相交。伴随着这种加强筋布置外壳盖得到了特别明显的加强。

根据另一个优选实施方式，被分配具有不同的筋类型的至少三个加强筋在至少一个中心节点，优选在至少两个节点处相交。伴随着这种加强筋的布置外壳盖也得到了特别明显的加强。

根据一个有利的实施方式，在中心地带的区域中的一个或多个横向筋能够具有下凹部，其中，所述下凹部位于边缘区域中。所述下凹部中能够布置例如供电线路的附加部件。作为这个实施方式的替代或补充，在边缘地带中的纵向筋同样能够具有这种类型的下凹部。

当外壳盖被设计成是凸出的，则是有利的，因为由此能够在电池外壳的内部实现改善的压力分布。在此，外壳盖能够在纵向方向上和/或在横向方向上被设计成凸出的。产生的拱形结构也被称为凸起造型。

根据一个特定的实施方式，加强筋能够具有不同的高度。在此，一种筋类型的加强筋能够具有相同的高度，并且在各类型的筋之间能够存在高度差。然而，也可以在一种类型的筋内形成不同的高度。特别是在加强筋的延伸过程中能够实现适应于安装空间和/或压力要求的不同高度。

根据电池外壳的另一优选实施例，外壳盖被构造成在其中心区域中没有纵向筋，使得所述中心区域没有纵向筋。有利的是，这与减少用于形成加强筋的材料相辅相成。

优选地，加强筋仅形成在外壳盖的外侧或内侧，其中，外壳盖的外圆周没有加强筋。这导致用于加强筋的材料进一步减少。

根据另一有利实施例，其中布置有加强筋的筋图案相对于纵向方向不是轴对称的。这有助于识别盖与外壳托盘相对的方向，从而简化了电池外壳的组装。

本发明的另外的重要特征和优点来源于从属权利要求、附图以及借助于附图的相关附图说明。

应当理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，以上提到的并且将在以下解释的特征不仅能够用于各自所述的组合中，还能够用于其他组合中或单独使用。

附图说明

本发明的优选实施例在附图中示出，并且将在以下的描述中更详细地解释，其中，相同的附图标记是指相同或相似或功能上等效的部件。

在每种情况下，以示意的方式：

图1以俯视图示出了电池外壳；

图2在沿着图1的剖面线X-X的剖面图中示出电池外壳；

图3示出了外壳盖的一种变型的等距视图；并且

图4示出了外壳盖的另一种变形的等距视图。

具体实施方式

电池外壳13在图1中以俯视图示出。因此，仅能够看见电池外壳13的外壳盖10。外壳盖10在纵向方向11上和与纵向方向11正交的横向方向12上具有延伸。在此，外壳盖10在纵向方向11上被细分为两个边缘地带14和一个中心地带15。中心地带15设置在边缘地带14之间。外壳盖10在横向方向12上同样被具体细分为两个边缘区域16和一个中心区域17。通过细分产生9个区域，所述九个区域将在以下由A、B、C、D、E、F、G、H和I标记。提供用于将外壳盖10连接到外壳托盘19的紧固孔眼18设置为以环绕的方式分布在外壳盖10的外圆周上。

图2中的图示说明了这一点，该附图在沿着图1的剖面线X-X的剖面图中示出图1的电池外壳13。

紧固孔眼18能够用于紧固。然而，可替代地，也能够将螺纹(未示出)引入到紧固孔眼18中，以便使得能够通过紧固孔眼18进行螺纹紧固。

根据图1的外壳盖10在其外侧表面上具有加强筋20。所述加强筋20分为三种类型的筋，其根据加强筋20的方向轮廓来确定。纵向筋21在纵向方向11上延伸。在本实施例中提供中间设置的纵向筋21，其在区域E中被中断，因此仅在区域D和F中延伸。然而，在其他实施方式中，纵向筋21也能够被设置为连续的。这在图4中以示例性的方式示出。

横向筋22在横向方向12上延伸。对角筋23倾斜于纵向方向11并且也倾斜于横向方向12延伸。不同类型的筋的加强筋20或对角筋23在节点24中相交。节点24的特征在于，至少一个对角筋23在所述节点24中与纵向筋或横向筋21、22相交。

如图1所示，对角筋23能够被细分为第一对角筋23a和第二对角筋23b。第一对角筋23a全部沿着第一对角方向31a延伸，第二对角筋沿着与第一对角方向31a不同的第二对角方向31b延伸。第一对角方向和第二对角方向31a、31b以中间角α相互布置，如图1所示，该中间角能够优选为锐角。中间角α特别优选为90°。不仅第一对角方向而且第二对角方向31a、31b以一定角度，优选地以45°角倾斜于纵向方向11和横向方向12延伸。第一对角筋和第二对角筋23a、23b在节点24处相交，或者第一对角筋和第二对角筋23a、23b在节点24处终止。

节点24能够具有圆形的外圆周，用于力的有利分布。优选地，节点24具有圆柱形凹槽25，用于避免材料的堆积。在特定的设计实施例中，所述凹槽25能够用作紧固点，例如用作用于附加部件(未示出)的螺栓安装点。区域A、C、G和I具有没有加强筋20的优选平坦的表面。只有横向筋22设置在区域B和H中。只有纵向筋21设置在区域D和F中。横向筋22和对角筋23设置在区域E中。所有三种筋类型21、22、23在两个中心节点26处相交，在该中心节点中，分别对加强筋20引入或消散力。

横向筋22和纵向筋21具有拱形下凹部27，其在图2中能够清楚地看到。通过拱形下凹部27，力的通量仅受到最小程度的干扰。附加部件，例如管线(未示出)能够以节省空间的方式布置在下凹部27内。在有利的设计实施例中，下凹部27能够形成用于管线的卡扣安装连接。

在区域E中(此处也被称为“重叠区域”)布置有多个横向筋22，所述多个横向筋22在多个节点24处与多个对角筋23相交，该多个对角筋同样设置在重叠区域E中。在此，区域E的对角筋23由第一对角筋和第二对角筋23a、23b形成。

在图2中电池外壳13在沿着图1的剖面线X-X的剖面中示出。相同的部件具有相同的附图标记。外壳盖10与外壳托盘19通过螺纹连接，其中，螺纹紧固件28仅示意性地示出。周向密封件30布置在外壳盖10与外壳托盘19之间。没有示出通常布置在电池外壳中的部件以及冷却剂的流入和流出口或电触点。在本实施例中的外壳盖10被设计成向外凸出的。因此，从内部作用在外壳盖10上的液体压力沿着拱形分布。这个内部压力由布置在外表面上的加强筋20消散，因此，电池外壳13被设计成为对于内部压力是耐压的。横向筋22在两端具有***部29，该***部减小或完全防止在边缘处的凸起。纵向筋21在其端部上以类似于横向筋22的方式也具有这样的***部29，并且在***部29与中心节点26之间具有下凹部27。

在图3中示出了稍微修改的设计实施例中的外壳盖10'。相同的部件具有相同的附图标记。与图1中示出的外壳盖10不同，纵向筋21被设计成没有下凹部27和***部29。类似于根据图1和图2的横向筋22，纵向筋21的轮廓也以弧形延伸，以避免应力集中。与图1中示出的外壳盖10的另外的区别在于，节点24被设计成为没有凹槽25。

根据图1和3，中心区域15没有纵向筋21。还示出了加强筋20仅形成在外壳盖10的外侧上，其中，外周没有加强筋20。

外壳盖10”的另一种替代设计实施例在图4中示出。相同的部件具有有相同的附图标记。与图3中示出的外壳盖10不同，纵向筋21和横向筋22都不具有下凹部27和***部29。加强筋20基本上以直线的方式延伸。此外，布置有两个平行的连续的纵向筋21，其与横向筋22相交。对角筋23与纵向筋和横向筋21、22相交，因此，力被传递到纵向筋和横向筋21、22。在图4的示例中，布置有加强筋20的筋图案相对于纵向方向11不是轴对称的。

Claims (17)

1.一种用于车辆电池的电池外壳(13)，其具有外壳盖(10)和外壳托盘(19)，

-其中，所述外壳盖(10)和所述外壳托盘(19)借助于密封件(30)以流体密封的方式彼此连接；

-其中，所述外壳盖(10)在纵向方向(11)上和横向方向(12)上具有延伸；

-其中，所述外壳盖(10)具有加强筋(20)，

其特征在于，

-所述加强筋(20)由三种不同类型的筋形成，其中，三种类型的筋由纵向筋(21)、横向筋(22)和对角筋(23)形成，

-在所述外壳盖(10)上存在至少一个节点(24)，其中，由至少两种，优选恰好两种或恰好三种不同类型的筋(21、22、23)形成的三个加强筋(20)在所述节点(24)处彼此相交。

2.根据权利要求1所述的电池外壳，其特征在于，至少一个对角筋(23)在所述至少一个节点(24)处与纵向筋或横向筋(21、22)相交。

3.根据权利要求1或2所述的电池外壳，其特征在于，至少设置有第一对角筋和第二对角筋(23、23a、23b)，它们优选地以锐角相互布置。

4.根据权利要求1至3之一所述的电池外壳，其特征在于，第一对角筋和第二对角筋(23a、23b)在所述至少一个节点(24)处彼此相交。

5.根据前述权利要求之一所述的电池外壳，其特征在于，所述至少一个节点(24)优选地在垂直于所述外壳盖(10)的方向上观察时具有基本上为圆形的外圆周，其中，优选地，所述节点(24)还具有圆形凹槽(25)。

6.根据前述权利要求之一所述的电池外壳(13)，其特征在于，所述外壳盖(10)在纵向方向(11)上具有两个边缘地带(14)和一个中心地带(15)，并且在横向方向(12)上具有两个边缘区域(16)和一个中心区域(17)，其中，只有纵向筋(21)布置在所述边缘地带(14)中和/或只有横向筋(22)布置在所述边缘区域(16)中。

7.根据权利要求6所述的电池外壳(13)，其特征在于，所述中心区域(17)和所述中心地带(15)形成重叠区域(E)，优选地，所有对角筋(23)布置在所述重叠区域中。

8.根据权利要求7所述的电池外壳(13)，其特征在于，多个横向筋(22)布置在所述重叠区域(E)中，其中，所述多个横向筋(22)与同样布置在所述重叠区域(E)中的多个对角筋(23)在多个节点(24)处相交。

9.根据前述权利要求之一所述的电池外壳(13)，其特征在于，至少三个加强筋(20)在至少一个中心节点(24)处，优选在至少两个节点(26)处相交，所述至少三个加强筋被分配具有不同类型的筋(21、22、23)。

10.根据权利要求6至9之一所述的电池外壳(13)，其特征在于，所述横向筋(22)在所述中心地带(15)的区域中具有下凹部(27)，其中，所述下凹部(27)布置在所述边缘区域(16)中。

11.根据权利要求3至10之一所述的电池外壳，其特征在于，至少一个纵向筋(21)在所述中心区域(17)中具有下凹部(27)，其中，所述下凹部(27)布置在所述边缘地带(14)中。

12.根据前述权利要求之一所述的电池外壳，其特征在于，所述外壳盖(10)在纵向方向(11)上和/或横向方向(12)上被构造为凸出的。

13.根据前述权利要求之一所述的电池外壳(13)，其特征在于，至少两个加强筋(20)具有不同的高度。

14.根据前述权利要求之一所述的电池外壳(13)，其特征在于，中心地带(15)没有纵向筋(21)。

15.根据前述权利要求之一所述的电池外壳(13)，其特征在于，加强筋(20)仅形成在外壳盖(10)的外侧或内侧上，其中，外周没有加强筋(20)。

16.根据前述权利要求之一所述的电池外壳(13)，其特征在于，布置有加强筋(20)的筋图案相对于纵向方向(11)不是轴对称的。

17.一种用于驱动车辆的电池***，所述驱动车辆特别是电动车，所述电池***：

-具有根据前述权利要求之一所述的电池外壳(13)，

-具有布置在所述电池外壳(13)中的多个蓄电池单元。

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