电池组外壳及其在电动车辆中的用途制造技术

本发明专利技术涉及电池组外壳及其在电动车辆中的用途。的用途。的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池组外壳及其在电动车辆中的用途
[0001]本专利技术涉及电池组外壳及其在电动车辆中的用途。
[0002]具有相应电池组的电动车辆早已为人所知。早就公认的是，这些电池组需要受到保护，特别是针对机械影响，例如在事故的情况下或在撞击到障碍物上时。
[0003]电动车辆的电池组的电池组外壳包括各个电池组模块和控制单元，并且应该保护电池组免受环境影响和提高电池组的效率
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在尽可能的程度上。此外，电池组外壳应该尽可能轻，以减少车辆的电流消耗。各部件应该以尽可能节省空间的方式布置，并与电池组外壳接合。在车辆碰撞的情况下，电池组外壳应该通过由电池组外壳吸收碰撞能量或将其分布到周围的车辆结构来保护电池组模块和控制单元免于变形。临界碰撞情况是例如柱侧面碰撞和对电池组底板的碰撞（撞击）。为了增强电池组的效率，电池组外壳应该具有尽可能低的热导率，以使电池组模块能在寒冷环境温度下保持在最佳温度范围内。
[0004]EP3428993 A1描述了电池组外壳，其应该借助双壁外壳和由钢制成的弹簧元件来保护电池组模块以免在碰撞时变形。此处的缺点是弹簧元件所需的额外空间以及由于使用弹簧而增加的重量。此外，各个电池组模块可移动地安装，这阻碍电缆的连接和布线。由于金属的使用，该电池组外壳还具有高热导率。
[0005]DE102012224041 A1描述了模块化电池组包和生产模块化电池组包的方法。通过该建造方式的模块性，电池组的尺寸可以容易地适应车辆。也有可能将各个电池组电池和电池组模块灵活固定在支撑结构中以补偿制造公差。在一个实施方案中，可安装用于排热或供热的其它冷却导管。
[0006]EP1950070 B1描述了用于将电池组安装在电动车辆中的结构。在此，将由金属制成的框架部件嵌在由塑料制成的电池组外壳中。特别关注的是将该结构接合到车辆的其余部分上。由于该结构的很大一部分，即电池组外壳由塑料组成，基本的碰撞性质由金属结构或车辆的其余部分承担。框架部件导致重量增加。
[0007]WO 2012/091404 A2描述了容纳电池组的底座。这种底座包括被分成多个部分的安装部件，可将电池组安装在其中。通过各种支撑杆保护电池组。
[0008]DE 102017217155 A1描述了由热塑性塑料制成的电池组外壳，其中不仅外壳底板，而且外壳壁、外壳盖和间隔壁必须由纤维增强的热塑性塑料组成。热塑性塑料通常具有低微的机械性质。该电池组外壳优选在3D打印法中制成。在此，如图4中显而易见，由于该方法所致而产生板状元件内的不同纤维取向。可实现的纤维含量相对低，至少低于在其它生产纤维增强部件的方法中。没有提到增强纤维相对于车辆行进方向的优选取向。这种构造不适用于在侧面碰撞时保护电池组模块。
[0009]US 2013252059 A1描述了由外壳体、盖板和在侧面区域中和/或在外壳下侧的增强元件组成的电池组包外壳组装件。在此，外壳体由用长纤维或长纤维与连续纤维的混合物增强的塑料组成。当使用这样的增强材料时，只能实现低纤维含量。此外，当使用长纤维时，在生产过程中无法有针对性地和统一地调节长纤维的取向。所提出的塑料是热塑性塑料，如聚丙烯、聚酰胺等。提出挤出压缩成型作为外壳体的生产方法。基于热塑性塑料的纤维增强塑料部件和通过挤出压缩成型制成的部件的机械特征值不是特别好。电池组包外壳
14126的轴向压缩模量、60至80 MPa的根据DIN EN ISO 14130的轴向层间剪切强度、3至6 GPa的根据DIN EN ISO 15310的剪切模量、45至60 GPa的根据DIN EN ISO 527
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4的轴向拉伸模量、10至15 GPa的根据DIN EN ISO 527
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4的横向拉伸模量和0.1至0.7 W/m K的根据DIN EN 993
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14的热导率。
[0022]用基于玻璃的连续纤维增强的聚氨酯优选具有1.5 g/cm3至2.2 g/cm3的根据DIN EN ISO 1183的密度。
[0023]底板可优选由互相接合的底板模块组成。其中各个底板模块根据“舌榫”原理或类似“拼图块”互锁的接头经证实特别有利。胶粘或夹合也有可能。在上文提到的接合底板模块的实施方案中，优选在接合点额外安装加强件，例如以支撑板和支撑杆的形式。
[0024]优选垂直其它于底板的这些支撑板和支撑杆加强电池组外壳底板，其中这些支撑板和支撑杆可同时充当各个电池组模块的分隔壁。当通过拉挤成型制造底板时，这些支撑板和支撑杆的一部分可与外壳底板同时制成。
[0025]特别优选的是，外壳底板在背向电池组模块的侧上额外地具有由金属或其它不燃材料制成的盖板。根据本专利技术的电池组外壳的盖板和底板使用连接件互相接合。
[0026]这些连接件优选可通过优选由金属制成的型材和/或侧面部件实现。连接件也可由塑料、陶瓷或纤维增强塑料制成。出于节省重量的原因，这些型材/侧面部件可具有缺口。型材/侧面部件可具有任意的形状/配置。
[0027]特别优选使用金属型材，因为它们特别提供集成连接元件，例如螺丝、铆钉、胶粘点和焊接点的可能性。双壁连接件特别优选具有一个或多个空腔，它们在碰撞时变形。由钢制成的连接件尤其具有高弯曲强度。由钢制成的连接件因此非常适合于在碰撞时将以局部集中方式作用的能量分布到大面积上并充分利用底板的机械性质。连接件还应由尽可能少的单件组成。
[0028]尤其地，由金属制成的连接件另外使电池组外壳稳定并可以容易地与例如车辆底板接合。连接件另外保护电池组模块以免受潮并将它们隔绝于环境影响。在泄漏时完全不会渗出。通过塑性变形另外吸收碰撞能量。
[0029]通过由底板、盖板和连接件（其中它们可由不同材料组成）构造根据本专利技术的电池组外壳，为了正常运行和为了碰撞的情况，需要接合技术以将单件互相接合。在此应注意的是使得接头简单且良好触及并且它们在一些情况下可脱离。也有利的是，连接元件也可吸收动态荷载。当组合不同材料时，必须考虑不同的热膨胀系数。
[0030]不同接合技术可优选用于根据本专利技术的电池组外壳：
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电池组模块和拉挤成型底板用螺丝接合在一起
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支撑板/支撑杆和拉挤成型底板用螺丝接合在一起
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拉挤成型底板模块互相胶粘
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支撑板/支撑杆和连接件（侧面部件）用螺丝接合在一起
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拉挤成型底板和连接件（侧面部件）胶粘。
[0031]使用用连续纤维增强的塑料，特别是聚氨酯作为拉挤成型底板/拉挤成型底板模块的基质材料的特别优点在于，可将螺丝拧入单向增强的底板而不需要预钻孔。通过另一种更脆的基质材料，例如不饱和聚酯，底板可能碎裂。基于优选使用的聚氨酯的根据本专利技术的拉挤成型底板因此特别适合于通过螺丝接合在一起，因为可省去预钻孔。这也简化电池
组盒的构造，确保可脱离的接头并导致更少的预处理/安装步骤。
[0032]根据本专利技术的电池组外壳特别优选具有通过拉挤成型获得的底板和由金属型材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于电动车辆的电池组外壳，其中所述外壳至少由互相接合的盖板和底板组成，并将盖板与车身接合或车身的一部分形成所述外壳的盖板，其特征在于所述底板背向车身，并且所述外壳的底板是通过拉挤成型获得的底板并由可获自反应性树脂混合物且用连续纤维增强的热固性塑料组成，其中所述纤维的走向横穿车辆行进方向。2.如权利要求1中所述的电池组外壳，其特征在于所述塑料是聚氨酯。3.如权利要求1或2中所述的电池组外壳，其特征在于所述底板具有中空室。4.如权利要求1至3的一项或多项中所述的电池组外壳，其特征在于所述盖板和所述底板通过由金属组成的型材和/或侧面部件接合。5.如权利要求1至4的一项或多项中所述的电池组外壳，其特征在于所述底板由互相接合并因此具有接合点的底板模块组成。6.如权利要求5中所述的电池组外壳，其特征在于在底板模块的接合点额外加强底板模块。7.如权利要求1至6的一项或多项中所述的电池组外壳，其特征在于通过垂直于底板布置的支撑板和/或支撑杆加强底板。8.如权利要求2中所述的电池组外壳，其特征在于由聚氨酯作为塑料制成且用基于玻璃的连续纤维增强的拉挤成型底板具有1100至1500 MPa的根据DIN EN ISO 14125的轴向弯曲强度、50至60 GPa的根据DIN EN ISO 14126的轴向压缩模量、60至80 MPa的根据DIN EN ISO 14130的轴向层间剪切强度、3至6 GPa的根据DIN EN ISO 15310的剪切模量、45至60 GPa的根据DIN EN ISO 527
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【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：科思创知识产权两合公司，
类型：发明
国别省市：