电池壳体，电池模块系统，机动车和引入导热元件的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于接纳电池模块(14)的电池壳体(12)，电池壳体(12)具有壳体底部(12b)，壳体底部(12b)具有至少一个注射口(12c)，通过该注射口可以借助于注射设备(19)将导热材料(20)穿过壳体底部(12b)沿第一方向注射到电池壳体(12)中，电池壳体(12)具有可弹性压缩的密封元件(18)，该密封元件被布置在至少一个注射口(12c)的区域中以及被设计为用于封闭至少一个注射口(12c)，密封元件(18)被设计为用于，从可预定的沿第一方向起作用的注射力(Fi)开始在注射导热材料(20)时，通过弹性压缩密封元件(18)来开启注射口(12c)，以及在没有注射力(Fi)时通过密封元件(18)的膨胀来重新封闭注射口(12c)。

Battery shell, battery module system, motor vehicles and methods of introducing heat conducting elements

【技术实现步骤摘要】
电池壳体，电池模块系统，机动车和引入导热元件的方法
本专利技术涉及一种用于接纳电池模块的电池壳体，其中，电池壳体具有壳体底部。此外，本专利技术还包括一种具有这种电池壳体的电池模块系统，一种机动车以及一种用于将导热元件引入用于接纳电池模块的电池壳体中的方法。
技术介绍
当今的用于电动汽车的高压电池存储系统必须满足对密封性的高要求，以抵抗诸如湿气、盐负荷等环境影响。这只能通过复杂的密封措施来确保。另外，电池单体与冷却结构的热连接对于电池的功能是必不可少的。为此，使用导热膏或通常的导热元件，即所谓的间隙填充物或热界面材料(TIM)。为了引入这种导热元件，将其施加在电池壳体中，尤其是施加在壳体底部上，然后将模块拧紧。在这种情况下，导热元件被压缩并且理想地均匀地分布在底部与相应的电池模块之间的壳体底部上。然后通常在电池壳体底部的底侧上布置冷却装置。由于电池壳体通常在底部具有明显的不平整度并因此具有大的公差，因此通过使用这种导热膏或通过这种导热元件，可以改善从模块经由膏体、电池壳体底部到冷却装置的散热。然而，在这些用于将间隙填充物或导热元件引入电池壳体中的方法中，存在以下问题：不能通过几乎封闭的系统来监测和确保在下沉过程中所需的间隙填充或润湿。未确定的间隙填充物溢出在此导致了材料浪费以及额外的车辆重量。另外，在可能的底部变形的情况下，不能实现均匀分布。也通过高流动路径产生高的底部压力，这可能导致模块损坏。此外在下沉时的高接触压力会导致在固定电池模块时、在安装时软的螺栓连接。这又可能导致复杂且昂贵的返工，因为间隙填充物材料经过一段时间后仍略微下沉，并且螺栓连接随后相应地松动。US2011/0064997A1描述了一种耐冲击电池，该电池应具有对由弹丸的冲击引起的着火或爆炸的增强的抵抗力。为此，电池可以包括具有自密封的离聚物-材料的壳体。此外，WO2016/053416A1描述了一种电池模块，其具有布置在电池壳体中的多个电池单体。为了使可能积聚在壳体内的水或其它液体从壳体中移出，壳体可以具有小孔、开口或泄压口，它们例如在聚集在底部的液体的重力作用下打开，由此水可以流出。此外，DE2238352A1描述了一种电镀电池，该电镀电池由带有封闭盖的杯形件组成，该杯形件在其内部承载了相反极性的电极，这些电极被液体的有机电解质包围。为了能够将电解质更容易地引入电镀电池中，封闭盖具有允许将电解质注射到杯形件中的、可刺穿的密封元件，该密封元件通过其自身的弹性能够自动封闭注射口。仍然需要继续努力消除或至少减轻在电池壳体底部与电池模块之间引入导热膏时出现的上述问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种电池壳体、一种电池模块系统、一种机动车以及一种用于在用于接纳电池模块的电池壳体中引入导热材料的方法，它们提供了将导热材料引入电池壳体中的尽可能有效的方案。该目的通过具有根据相应独立权利要求所述特征的电池壳体、电池模块系统、机动车以及用于将导热材料引入电池壳体中的方法来实现。本专利技术的有利的实施方案是从属权利要求的、说明书的和附图的主题。根据本专利技术的用于接纳电池模块的电池壳体具有壳体底部，该壳体底部具有至少一个注射口，导热材料可以通过该注射口沿第一方向借助于注射设备穿过壳体底部被注射到电池壳体中。此外，电池壳体具有可弹性压缩的密封元件，该密封元件被布置在至少一个注射口的区域中，并且该密封元件被设计为用于封闭至少一个注射口。在这种情况下，密封元件还被设计为用于，在注射导热材料时，从沿第一方向起作用的可预定的注射力开始，通过弹性压缩密封元件来开启注射口，并在没有注射力时通过使密封元件膨胀来重新封闭注射口。通过这种电池壳体，可以有利地实现从下方穿过壳体底部注射导热材料。因此，可以有利地将导热材料直接注射到已经位于电池壳体中的电池模块下方。在这种情况下，有利地也可以设置多个这种具有相应的密封元件的注射口。这允许以特别简单的方式特别均匀地分配导热材料。此外，不再需要通过按压电池模块来均匀分配导热材料。通过从下方注射也就可以省去昂贵的模块设置，并避免使用上述螺旋过程压紧间隙填充物，该螺旋过程必须被耗时又昂贵地重新加工。由此还可以节省处理时间，该处理时间是由于在同时压缩导热材料的情况下设置电池模块而产生的。通过导热材料的这种明显更有效且更均匀的应用可能性，还可以有利地实现电池模块与壳体底部之间的特别小的间隙宽度，这导致了所需的导热材料的尺寸明显减小，从而也可以节省成本和重量。在此可以有利地通过密封元件实现从下方到电池壳体中的导热材料的这种有利的注射，该密封元件在导热材料的注射时由于注射力或者说在注射时作用于该密封元件上的注射压力而压缩并由此开启注射口。在注射导热材料后，也就是说如果不再注射导热材料，并且进而随之而来没有注射力或没有压力沿第一方向再作用于该密封元件上，则该密封元件重新膨胀并进而自动封闭注射口。即施加的导热材料由此可以有利地不重新从电池壳体、尤其是穿过壳体底部穿过至少一个注射口逸出、例如流出。借助于这种可弹性压缩的密封元件，仅有利地使得导热材料从下方向电池壳体中的这种注射成为可能，由此还产生上述优点。因此，本专利技术还具有很大的优点，即这种密封方案可以在最小的结构空间内实现，尤其是不需要额外的结构空间。由此可以最佳地利用在机动车中可供使用的结构空间，该结构空间最终确定有效范围。另外，密封元件和注射口可以特别经济地实现，并且密封方案也不需要外部控制。即使在注射中断或压力下降时，密封元件也会自动关闭。而且，不需要额外的设备技术来密封。总的来说，在电池壳体中可以特别有效地引入导热材料。注射的导热材料例如可以是间隙填充物或热界面材料，例如导热液体或导热膏或另一导热物料。然而，尤其考虑使用各种具有良好导热率的液态或糊状材料，即其导热率至少高于空气的导热率。作为注射设备，例如考虑使用一种注射器等，借助于该注射器可以将导热材料通过注射口注射到电池壳体中。然而，通常在此也可以使用各种任意的注射设备来注射导热材料。导热材料的注射尤其发生在壳体底部与电池模块之间的间隙中。因此，优选当已经将电池模块插入并安装在电池壳体中时，进行导热材料的注射。壳体底部还可以具有第一侧和与第一侧相对的第二侧，该第二侧提供外壁。随后，当电池模块被插入电池壳体中时，第一侧则相应地朝向电池模块。相应地，第一方向从第二侧开始，即从壳体底部的外侧开始沿第一侧的方向，即沿电池壳体的内部的方向延伸。此外，电池壳体优选在注射导热材料时如此对准，使得壳体底部的第一侧如上文定义地代表壳体底部的上侧，即背离地面的一侧，而壳体底部的第二侧则代表下侧，即朝向地面的一侧。此外，如已经提到的那样，有利的是，壳体底部具有多个注射口和相应配属的密封元件。这些注射口和配属的密封元件可以类似地形成。由此可以有利地实现，同时通过壳体底部中的多个孔施加导热材料，并且将导热材料特别均匀地分布在壳体底部上以及在壳体底部与至少一个电池模块之间。此外，电池壳体也可以被设计为用于接纳多个电池模块。在这种情况下，例如可以在电池壳体中为相应的电池模块设有专门设置的区域或隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于接纳电池模块(14)的电池壳体(12)，其中，电池壳体(12)具有壳体底部(12b)，/n其特征在于，/n-壳体底部(12b)具有至少一个注射口(12c)，通过所述至少一个注射口能够借助于注射设备(19)将导热材料(20)穿过壳体底部(12b)沿第一方向注射到电池壳体(12)中，/n-其中，电池壳体(12)具有能弹性压缩的密封元件(18)，该密封元件被布置在所述至少一个注射口(12c)的区域中，以及该密封元件被设计为用于封闭所述至少一个注射口(12c)，以及/n-其中，密封元件(18)被设计为用于，从能预定的沿第一方向起作用的注射力(Fi)开始在注射导热材料(20)时，通过弹性压缩密封元件(18)来开启注射口(12c)，以及在没有注射力(Fi)时通过密封元件(18)的膨胀来重新封闭注射口(12c)。/n

【技术特征摘要】
20181217 DE 102018221988.51.一种用于接纳电池模块(14)的电池壳体(12)，其中，电池壳体(12)具有壳体底部(12b)，
其特征在于，
-壳体底部(12b)具有至少一个注射口(12c)，通过所述至少一个注射口能够借助于注射设备(19)将导热材料(20)穿过壳体底部(12b)沿第一方向注射到电池壳体(12)中，
-其中，电池壳体(12)具有能弹性压缩的密封元件(18)，该密封元件被布置在所述至少一个注射口(12c)的区域中，以及该密封元件被设计为用于封闭所述至少一个注射口(12c)，以及
-其中，密封元件(18)被设计为用于，从能预定的沿第一方向起作用的注射力(Fi)开始在注射导热材料(20)时，通过弹性压缩密封元件(18)来开启注射口(12c)，以及在没有注射力(Fi)时通过密封元件(18)的膨胀来重新封闭注射口(12c)。


2.根据权利要求1所述的电池壳体(12)，其特征在于，壳体底部(12b)具有多个注射口(12c)和相应配属的密封元件(18)。


3.根据前述权利要求中任一项所述的电池壳体(12)，其特征在于，密封元件(18)被设计为用于，在没有注射力(Fi)时在至少部分压缩的状态下，将力(Fd)反向于第一方向施加到壳体底部(12b)的、包围所述至少一个注射口(12c)的区域上并由此封闭注射口(12c)。


4.根据前述权利要求中任一项所述的电池壳体(12)，其特征在于，所述至少一个注射口(12c)具有在5mm——包括5mm本身——与10mm——包括10mm本身——之间的直径。


5.根据前述权利要求中任一项所述的电池壳体(12)，其特征在于，电池壳体(12)具有支承装置(14a)，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·席勒尔，M·特米尔，M·西蒙，
申请(专利权)人：奥迪股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE