CN113785435A - 牵引电池的电池盒、牵引电池以及具有这种电池盒的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明说明了一种牵引电池的电池盒，其具有壳体下部分(2)、壳体盖(3)和碰撞框架(5)，壳体下部分具有壳体侧壁(2.1、2.2、2.3、2.4)和壳体底部(2.5)，碰撞框架沿着壳体侧壁(2.1、2.2、2.3、2.4)并具有闭合的空心型材形状。为了能够实现低重量和出色的碰撞特性提出的是，碰撞框架(5)设置在壳体下部分(2)中并且具有碰撞型材(5.1、5.2、5.3、5.4)，其中，壳体侧壁(2.1、2.2、2.3、2.4)和碰撞型材(5.1、5.2、5.3、5.4)分别构成碰撞框架(5)的闭合的空心型材形状上的型材区段(50)。

Description

牵引电池的电池盒、牵引电池以及具有这种电池盒的车辆
技术领域
本发明涉及一种牵引电池的电池盒，电池盒具有壳体下部分、壳体盖和碰撞框架，壳体下部分具有壳体侧壁和壳体底部，碰撞框架沿着壳体侧壁并具有闭合的空心型材形状。
背景技术
由现有技术(EP2501576B1)公知有用于封装和保护机动车辆的牵引电池的电互连的电池模块的电池盒。这种电池盒具有由板材经深拉制成的壳体下部分、壳体盖和在外与壳体下部分联接的碰撞框架。电池模块紧固在设置在壳体下部分中的承载结构上。
然而，这种电池盒的制造成本尤其相对较高，此外，由于附加的碰撞框架，使得它们的重量相对较高。此外，与壳体侧壁联接的碰撞框架在发生碰撞时影响壳体下部分的变形特性，这会进一步提高电池模块损坏的风险。
发明内容
因此，本发明的任务是，对开头所述的类型的电池盒进行结构上的改变，使其具有重量轻的特征，但仍然具有出色的碰撞特性。此外，电池盒的制造应是简单且廉价的。
本发明通过权利要求1的特征来解决提出的任务。
如果碰撞框架设置在壳体下部分中，则首先可以确保的是，在发生碰撞时，电池模块在壳体下部分中得到特别好的保护。然而，这不是只有在提高重量的条件下才实现，这是因为根据本发明，碰撞框架具有碰撞型材，并且壳体侧壁以及碰撞型材分别构成碰撞框架的空心型材形状上的型材区段。由于壳体下部分作为在碰撞框架的闭合的空心型材形状上的部分区段的特征，使得不仅能实现电池盒的材料减少，而且因此也可以以可再现的方式调整电池盒的或其壳体下部分的碰撞特性。因此可以避免由于壳体下部分和碰撞框架的不同特性(如现有技术中的情况那样)导致的对碰撞特性的不期望的损害，以此提高了容纳在电池盒中的电池模块的安全性。
当碰撞框架具有腹板以及第一和第二凸缘时，则该碰撞框架能够实现有利的碰撞特性，这些紧固在壳体下部分上的凸缘分别逆向地、尤其是沿彼此相反方向突出。
优选地，壳体下部分具有与壳体侧壁联接的环绕的壳体凸缘，在壳体凸缘上撑托有第一凸缘。这不仅提高了凸缘的抗扭曲强度，而且确保了闭合的空心型材形状。
如果第二凸缘撑托在壳体底部上，该第二凸缘可以支持在壳体底部的机械刚度，并且因此提高了电池盒的抗扭曲强度或进一步改善其碰撞特性。
如果腹板以法线角度伸向壳体底部，则电池盒已经对于容纳电池模块准备就绪，或者为此能避免用于匹配尺寸的另外的结构上的措施。
优选地，碰撞型材在横截面中呈z形构造，以便可以以结构简化的方式构成特别稳固的空心型材形状。
如果整个壳体侧壁构成空心型材形状上的型材区段，则可以提高具有高几何惯性矩的闭合的空心型材。由此能进一步改善电池盒的碰撞特性。
当壳体侧壁具有弯曲区段时，则可以进一步提高碰撞框架的抗扭刚度，该弯曲区段构成碰撞框架的空心型材形状上的型材区段。
当由板材、尤其是钢板构成的、改形的、尤其是经深拉或折叠的壳体下部分具有盆形形状时，则可以进一步简化结构。此外，这可以特别简化壳体下部分的制造或进一步提高其坚固性。
如果电池盒具有设置在下部壳体部件中的承载结构，该承载结构具有用于保持电池模块的横向和/或纵向载体，其中，该承载结构与碰撞框架联接，则不仅可以在壳体下部分中提高用于电池模块的能受载的紧固可能性，而且通过承载结构也可以附加地改善碰撞框架的碰撞特性。因此可以进一步改善电池盒的稳定性。
如果壳体盖以能拆卸的方式与壳体下部分、尤其是与壳体下部分的壳体凸缘连接，则可以通过电池盒实现对电池模块的简单的且也不易受天气影响的封装。因此期望电池模块具有特别高的坚固性。
当壳体的下部分材料锁合地与碰撞型材尤其是经由不连续的焊接连接部连接时，则可以进一步简化电池盒的结构。
为此优选地，碰撞型材的凸缘经由点焊焊缝和/或碰撞型材的腹板经由分段的角焊缝与壳体下部分连接，以便能够实现相对较高的机械稳定性和碰撞性能。
优选地，碰撞框架闭合地构成，以便进一步改善碰撞型材和电池盒的变形特性。因此可以期望对电池模块的保护提高。
尤其地，根据本发明的电池盒可以适用于牵引电池。
尤其地，当电池盒、尤其是牵引电池布置在车身底部下方时，则根据本发明的电池盒在车辆中可以表现出色。
附图说明
在附图中例如基于实施变型方案更详细地示出本发明主题。其中：
图1示出电池盒的撕裂的侧视图；
图1a示出图1的细节视图；并且
图2示出移除壳体盖时的电池盒的俯视图。
具体实施方式
根据图1，示出了例如牵引电池的电池盒，该电池盒具有壳体下部分2和封闭电池盒1的壳体盖3。该壳体盖3经由所示的第一螺接部4.1以能拆卸的方式与壳体下部分2，即其壳体凸缘2.6连接。
由板材改形而成的壳体下部分2具有壳体侧壁2.1、2.2、2.3、2.4和与壳体侧壁2.1、2.2、2.3、2.4联接的壳体底部2.5。特别地但当然不排他地适合作为壳体下部分2的材料的是板材，即钢板。能设想的是，通过深拉来改形板材，以便给予壳体下部分2盆形形状。还能设想的是，通过折叠来改形板材，以便给予壳体下部分2盆形形状。
电池盒1还具有沿着壳体侧壁2.1、2.2、2.3、2.4的碰撞框架5，碰撞框架5保护电池模块6或牵引电池的电池组在发生碰撞时免受机械损害。碰撞框架5在横截面中具有闭合的空心型材形状，这赋予碰撞框架的高的强度。
电池模块6优选具有锂离子单元。众所周知地，电池模块6被理解为互连的多个电池单元组，这些电池单元优选被壳体包围。
根据本发明，与现有技术中已知的其他电池盒1相比，电池盒1的结构通过如下方式得到明显改善，即，碰撞框架5设置在壳体下部分2中。
这还减轻了重量，这是因为碰撞框架5的在实施例中是四个的碰撞型材5.1、5.2、5.3、5.4和壳体侧壁2.1、2.2、2.3、2.4分别构成碰撞框架5的空心型材形状上的型材区段50，如根据图2中能详细看出的那样。由此也得到了碰撞框架5的区域中的明显简化的结构。此外，由壳体下部分2和碰撞型材5.1、5.2、5.3、5.4构成的复合结构导致高抗扭曲强度和翘曲刚性，以此，即使在高机械负载下，电池模块6也被保护地支承。当整个壳体侧壁2.1构成闭合的空心型材形状上的型材区段50时尤其如此。该空心型材形状被单腔室地示出，但是也能设想到具有多个腔室的空心型材形状，这并未示出。
此外，根据图1a可以看出，壳体侧壁2.1、2.2、2.3、2.4具有弯曲区段2.7。该弯曲区段2.7构成碰撞框架5的空心型材形状上的型材区段50，这进一步改善了碰撞框架5的抗扭转强度。碰撞框架5的空心型材形状因此由壳体侧壁2.1、2.2、2.3、2.4和碰撞型材5.1、5.2、5.3、5.4形成。
还能在图1中结合图1a地看出，碰撞型材5.3(作为其他碰撞型材5.1、5.2、5.4的示例)具有腹板105.1以及第一凸缘105.2和第二凸缘105.3。凸缘105.2和105.3逆向地、在实施例中沿相反的方向从腹板105.1的腹板端部突出离开并且分别与壳体下部分2连接。
第一凸缘105.2撑托在壳体凸缘2.6上，该壳体凸缘2.6与壳体侧壁2.1联接并环绕，第二凸缘105.3撑托在壳体底部2.5上。腹板105.1以法线角度伸向壳体底部2.5，这导致碰撞型材5.3的z形走向。
壳体下部分2和碰撞型材5.1、5.2、5.3、5.4经由材料锁合连接部连接，更确切地说经由不连续的焊接连接部8.1、8.2，即经由在凸缘105.2和105.3上的多个焊点8.1和腹板105.1上的分段的角焊缝8.2连接。其他焊缝8是能设想到的。
碰撞框架5闭合实施，其中，碰撞型材5.1、5.2、5.3、5.4在其端部处与各自邻接的碰撞型材5.1、5.2、5.3或5.4彼此连接，尤其是焊接。这改善了碰撞框架5的形变特性并且保护了所容纳的电池模块6。
在壳体下部分2之内设置有横向和纵向载体9、10，它们构成在壳体下部分中的承载结构14用于紧固和保持电池模块6。此外，该承载结构14与碰撞框架5联接。为此，横向载体9和纵向载体10分别与碰撞型材5.1、5.3和5.2、5.4以不能拆卸的方式连接。
横向载体9从一个碰撞型材5.2连贯地延伸到另一碰撞型材5.4并且紧固在其上，优选以不能拆卸的方式与其连接。因此，横向载体9、纵向载体10和碰撞型材5.1、5.2、5.3、5.4在壳体下部分2中构成特别是能负载的承载结构14。这尤其可以确保高抗扭曲强度以保护电池模块6。纵向载体10分别位于两个横向载体9之间或横向载体9与碰撞型材5.1、5.2、5.3、5.4之间，如根据图2可知。
根据图1和图2可以看出，电池模块6或电池组以能拆卸的方式紧固在碰撞型材5.2和承载结构14上。电池模块6是电池的一部分。电池模块6与碰撞型材5.1、5.2、5.3的能拆卸的连接例如经由从电池模块6侧向突出的凸缘6.1、6.2进行，这些凸缘撑托在各自的碰撞型材5.1、5.2上并被第二螺接部4.2保持在碰撞型材5.1、5.2上。一般来说，对第一和第二螺接部4.1、4.2替选地，也能设想到其他能拆卸的连接。此外，电池模块6也可以以能拆卸的方式连接在壳体底部等上，这并未详细示出。
此外从图1还可以看出，电池盒1暗示地装配在机动车辆100上，更确切地说装配在车身底部101下方。

Claims (16)

1.牵引电池的电池盒，所述电池盒具有壳体下部分(2)、壳体盖(3)和碰撞框架(5)，所述壳体下部分具有壳体侧壁(2.1、2.2、2.3、2.4)和壳体底部(2.5)，所述碰撞框架沿着所述壳体侧壁(2.1、2.2、2.3、2.4)并具有闭合的空心型材形状，其特征在于，所述碰撞框架(5)设置在壳体下部分(2)中并且具有碰撞型材(5.1、5.2、5.3、5.4)，其中，所述壳体侧壁(2.1、2.2、2.3、2.4)和所述碰撞型材(5.1、5.2、5.3、5.4)分别构成所述碰撞框架(5)的闭合的空心型材形状上的型材区段(50)。
2.根据权利要求1所述的电池盒，其特征在于，所述碰撞型材(5.1、5.2、5.3、5.4)具有腹板(105.1)以及第一和第二凸缘(105.2、105.3)，这些紧固在所述壳体下部分(2)上的凸缘(105.2、105.3)逆向地、尤其是沿彼此相反方向地分别在腹板端部处突出。
3.根据权利要求2所述的电池盒，其特征在于，所述壳体下部分(2)具有与所述壳体侧壁(2.1、2.2、2.3、2.4)联接的环绕的壳体凸缘(2.6)，所述第一凸缘(105.2)撑托在所述壳体凸缘上。
4.根据权利要求2或3所述的电池盒，其特征在于，所述第二凸缘(105.3)撑托在所述壳体底部(2.5)上。
5.根据权利要求2、3或4所述的电池盒，其特征在于，所述腹板(105.1)以法线角度伸向所述壳体底部(2.5)。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的电池盒，其特征在于，所述碰撞型材(5.1、5.2、5.3、5.4)在横截面中呈z形构成。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电池盒，其特征在于，整个壳体侧壁(2.1、2.2、2.3、2.4)构成所述空心型材形状上的型材区段。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电池盒，其特征在于，所述壳体侧壁(2.1、2.2、2.3、2.4)具有弯曲区段(2.7)，所述弯曲区段(2.7)构成所述碰撞框架(5)的空心型材形状上的型材区段(50)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电池盒，其特征在于，由板材、尤其是钢板改形的尤其是深拉或折叠而成的壳体下部分(2)具有盆形形状。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电池盒，其特征在于，所述电池盒(1)具有设置在所述壳体下部分(2)中的具有横向载体和/或纵向载体(9、10)的承载结构(14)以用于保持电池模块(6)，其中，所述承载结构(14)与所述碰撞框架(5)联接。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的电池盒，其特征在于，所述壳体盖(3)以能拆卸的方式与所述壳体下部分(2)、尤其是与所述壳体下部分(2)的壳体凸缘(2.6)连接。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的电池盒，其特征在于，所述壳体下部分(2)与所述碰撞型材(5.1、5.2、5.3、5.4)材料锁合地、尤其是经由不连续的焊接连接部(8.1，8.2)连接。
13.根据权利要求12所述的电池盒，其特征在于，所述碰撞型材(5.1、5.2、5.3、5.4)的凸缘(105.2、105.2)经由点焊焊缝(8.1)和/或所述碰撞型材(5.1、5.2、5.3、5.4)的腹板(105.1)经由分段的角焊缝(8.2)与壳体下部分(2)连接。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的电池盒，其特征在于，所述碰撞框架(5)闭合地实施。
15.牵引电池，所述牵引电池具有根据权利要求1至14中任一项所述的电池盒(1)。
16.车辆，所述车辆具有车身底部(101)和根据权利要求1至14中任一项所述的电池盒(1)，其特征在于，所述电池盒(1)布置在所述车身底部(101)下方。
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