用于机动车电池的电池单元模块以及用于制造这种电池单元模块的方法技术

技术编号:18466685 阅读:8 留言:0更新日期:2018-07-18 16:22
本发明专利技术涉及一种用于机动车电池的电池单元模块(1),包括多个用于储存电能的电池单元(2)以及模块框架(3),该模块框架具有至少两个压力元件(4、5)和至少一个承受拉力负荷并且由材料制成的拉杆(6、7),在所述压力元件之间设有电池单元(2),借助所述拉杆将压力元件(4、5)在中间设有电池单元(2)的情况下相互夹紧,由此压紧电池单元(2),在此借助拉杆(6、7)这样相互夹紧压板(4、5),使得达到拉杆(6、7)材料的屈服极限或0.2%屈服强度。

Battery module for vehicle battery and method for manufacturing such cell module

The present invention relates to a battery unit module (1) for a motor vehicle battery, including a plurality of battery units (2) for storing electrical energy and a module frame (3), which have at least two pressure elements (4, 5), and at least one pull rod (6, 7), which bear a tension load and are made of material, and are provided between the pressure elements. A battery unit (2) is clamped to each other under the condition of a cell unit (2) in the middle of the pressure element (4, 5), thereby pressing the battery unit (2) to clamp the press plates (4, 5) with the help of a pull rod (6, 7) so that the yield limit or 0.2% yield strength of the drawing rod (6, 7) material is reached.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于机动车电池的电池单元模块以及用于制造这种电池单元模块的方法
本专利技术涉及一种用于机动车电池的电池单元模块以及用于制造这种电池单元模块的方法。
技术介绍
由一般现有技术并且尤其是由批量车辆制造已知为机动车、如汽车配备电气化传动系。这种电气化传动系也被称为替代传动系或替代驱动装置并且包括至少一个电机,该电机可作为用于驱动相应机动车的电动机运行。因此,机动车可纯电动地驱动。替代地或附加地可设想,这种传动系包括用于驱动机动车的内燃机,在此,电机例如可在驱动机动车时辅助内燃机。因此,机动车例如构造为电动车辆或混合动力车辆。为了使电机能够在其马达模式中运行,必须向电机供应电流或电能。为此通常使用至少一个电池形式的电能储存器,通过该电能储存器可储存电能。电机可在其马达模式中被供应储存在电能储存器中的电能。通常,这种电气化传动系具有高重量和高成本。
技术实现思路
因此,本专利技术的任务在于提供一种电池单元模块以及一种用于制造这种电池单元模块的方法,使得用于机动车的电气化传动系的重量和成本可保持得特别低。该任务根据本专利技术通过具有权利要求1的特征的电池单元模块和具有权利要求8的特征的方法来实现。本专利技术的有利实施方式是从属权利要求的主题。本专利技术的第一方面涉及一种用于机动车、尤其是汽车如轿车的电池的电池单元模块。该电池单元模块包括多个用于储存电能或电流的电池单元。因此,电池单元模块可用于电气化传动系中,该电气化传动系例如在其完全制成的状态中包括至少一个电机。该电机例如可在马达模式中并且因此作为电动机运行,通过该电动机可驱动机动车。为了使电机在马达模式中运行,向电机供应储存在电池和因此电池单元模块或电池单元中的电能。电池单元模块还包括模块框架,该模块框架具有至少两个压力元件以及至少一个承受拉力负荷并且由材料制成的拉杆。电池单元在此设置在各压力元件之间。所述压力元件例如沿一个方向彼此间隔开地设置,电池单元例如沿该方向连续或依次地设置并且在此设置在各压力元件之间。借助所述拉杆,压力元件在中间设有电池单元的情况下被相互夹紧,由此压紧电池单元。例如压力元件通过承受拉力负荷的拉杆彼此连接,从而压紧设置在各压力元件之间的电池单元。通过使拉杆承受拉力负荷,电池单元通过压力元件压合或压紧在一起。现在为了将电池单元模块和因此电池以及电气化传动系整体的重量和成本保持得特别低,借助拉杆这样相互压紧压板,使得达到拉杆材料的屈服极限或0.2%屈服强度。换言之,拉杆为了相互压紧压力元件并且因此为了压紧电池单元受到这样的拉力负荷,使得达到拉杆材料的屈服极限或0.2%屈服强度。通过使用模块框架,电池单元模块和因而电池整体的空间需求可保持较低。此外,可将各个电池单元紧凑地保持在一起,使得电池单元模块可作为预装配或预组装的结构单元来操纵。由此,电池可特别简单且耗时短低成本地制造,从而电池和因此电气化传动系的成本可保持低的。此外,基于上述由拉杆引起的电池单元的压紧,整体上可为了拉杆和尤其是模块框架使用特别低成本且特别低重量的材料,从而电池单元模块和因此电气化传动系的重量和成本可保持得特别低。拉杆的材料例如可以是金属材料、尤其是轻金属或轻金属合金、如铝或铝合金,从而可特别好地压紧电池单元并且重量和成本可保持得特别低。本专利技术尤其是基于下述构思:这样利用或选择材料的弹性特性,使得例如在电池单元模块的使用寿命中出现的循环负荷纯拉伸弹性地、即通过材料的纯拉伸弹性特性吸收或者说接纳或补偿,相反,电池单元模块的由老化引起的长度增加现在有针对性地通过拉杆的塑性变形提供(vorgehalten)。优选借助拉杆这样相互夹紧压板,使得正好达到拉杆材料的屈服极限或0.2%屈服强度,即拉杆或其材料精确地被加载至屈服极限或0.2%屈服强度。当在电池单元模块的使用寿命中例如出现电池单元尤其是沿上述方向、即沿压力元件彼此间隔开的方向的膨胀时,则拉杆的应变增加。由于已经在电池单元模块的使用寿命开始时尤其是精确地或正好达到屈服极限或0.2%屈服强度,因此拉杆的任何进一步的增量应变都将导致拉杆的塑性变形,这种塑性变形直到使用寿命结束都不能或不应导致拉杆材料中的任何颈缩。由此确保由拉杆引起的、用于压紧电池单元的夹紧力在使用寿命中至少几乎保持恒定。换言之,可在使用寿命期间确保电池单元受到至少近似相似的负荷。因此,可避免在使用寿命期间电池单元受到可变的机械负荷。此外,可至少几乎完全利用拉杆的材料特性,从而可避免拉杆和因此模块框架整体的高重量且高成本的过大尺寸。因此可保持低重量和低成本。屈服极限通常以Re表示并且是材料特性值并且表示这样的应力,直至该应力材料在单轴和无扭矩拉伸应力下不显示永久的塑性变形。在此涉及屈服极限。设置在各压力元件之间并且例如依次或连续设置的电池单元构成电池组,该电池组的长度例如可因老化而增加。基于该从屈服极限或0.2%屈服强度开始的长度增加,作用于拉杆的负荷或拉杆的应变增加,这导致拉杆的塑性变形。在一种有利方案中,所述屈服极限是上屈服极限,其通常也以ReH表示。如果拉杆材料例如具有上屈服极限ReH和下屈服极限ReL,则上面提到的屈服极限优选是上屈服极限ReH,从而在电池组的长度增加并且因此拉杆的应变从上屈服极限开始增加时,拉杆发生塑性变形。已证明特别有利的是,所述压力元件中的一个压力元件构造为固定支架,其可固定在电池的结构元件、尤其是壳体上。因此电池在其完全制成的状态中包括至少一个另外的结构元件,其例如构造为壳体。在此电池单元模块保持在所述另外的结构元件上。在此优选规定,压力元件之一构造为固定支架,其可固定或已固定在电池的所述另外的结构元件、尤其是壳体上。由此可确保电池单元模块的确定且可靠的以及低重量且低成本的安装,而无需设置数量过多的高重量和高成本的附加保持元件。为了保持电池单元模块的成本和重量特别低,在本专利技术的另一种实施方式中规定,另一压力元件构造为浮动支架,其允许所述另一压力元件相对于电池的结构元件移动。换言之,所述另一压力元件优选构造为浮动支架并且可有针对性地移动地支承。由此可避免压紧并且因此电池单元模块过负荷,从而电池单元模块可特别低重量且低成本地构造。在本专利技术的另一种实施方式中,在电池单元的完全充电状态中达到所述屈服极限或0.2%屈服强度。由此,尤其是在电池单元模块的使用寿命开始时提供定义的状态,从该状态起在电池组的长度增加时发生希望的拉杆塑性变形。通过该实施方式尤其是可纯拉伸弹性地吸收或补偿循环负荷。当例如从电池单元的完全充电状态开始出现电池组的长度减小或者说长度变小、随后又出现电池组的这种长度增加,以致没有超过屈服极限或0.2%屈服强度时,则所述长度变化弹性地、尤其是拉伸弹性地、即通过拉杆的弹性变形被吸收。但当由老化引起的长度增加从屈服极限或0.2%屈服强度开始时,则超过屈服极限或0.2%屈服强度,使得这种长度增加通过拉杆的塑性变形吸收。为了将电池单元模块的重量和成本保持得特别低,在本专利技术的另一种实施方式中规定,所述拉杆与压力元件材料锁合地连接。为此拉杆例如与压力元件焊接。例如压力元件由金属材料制成。此外可设想,压力元件构造为压板。本专利技术也包括一种用于机动车、尤其是汽车如轿车的电池,所述电池包括至少一个根据本专利技术的电池单元模块。根据本专利技术的电池单元模块的优点和有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于机动车电池的电池单元模块(1),所述电池单元模块包括多个用于储存电能的电池单元(2)以及包括模块框架(3),该模块框架具有至少两个压力元件(4、5)和至少一个承受拉力负荷并且由材料制成的拉杆(6、7),在所述至少两个压力元件之间设有电池单元(2),借助所述拉杆,压力元件(4、5)在中间设有电池单元(2)的情况下相互被夹紧,由此压紧电池单元(2),在此所述压板(4、5)借助拉杆(6、7)相互被夹紧成,使得达到拉杆(6、7)的材料的屈服极限或0.2%屈服强度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.25 DE 102016202912.61.用于机动车电池的电池单元模块(1),所述电池单元模块包括多个用于储存电能的电池单元(2)以及包括模块框架(3),该模块框架具有至少两个压力元件(4、5)和至少一个承受拉力负荷并且由材料制成的拉杆(6、7),在所述至少两个压力元件之间设有电池单元(2),借助所述拉杆,压力元件(4、5)在中间设有电池单元(2)的情况下相互被夹紧,由此压紧电池单元(2),在此所述压板(4、5)借助拉杆(6、7)相互被夹紧成,使得达到拉杆(6、7)的材料的屈服极限或0.2%屈服强度。2.根据权利要求1所述的电池单元模块(1),其特征在于,所述屈服极限是材料的上屈服极限(ReH)。3.根据权利要求1或2所述的电池单元模块(1),其特征在于,所述压力元件(4、5)中的一个压力元件构造为固定支架(9),该固定支架能固定在电池的结构元件、尤其是壳体上。4.根据权利要求3所述的电池单元模块(1),其特征在于,另一压力元件(5)构造为浮动支架(10),该浮动支架允许所述另一压力元件(5)相对于所述结构元件移动。5.根据前述权利要求之一所述的电池单元模块(1),其特征在于,在电池单元(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员:T·伊迪科特R·卢斯蒂希P·科特A·穆克
申请(专利权)人:宝马股份公司
类型:发明
国别省市:德国,DE

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