用于機(jī)動(dòng)車輛的電池組的電氣模塊的殼及相關(guān)聯(lián)的電池組的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種機(jī)動(dòng)車輛用的電池組的殼。包括多個(gè)電池單元的模塊與熱調(diào)節(jié)片關(guān)聯(lián)。殼的壁包括凸起元件，并在熱調(diào)節(jié)片上施加壓緊力。本發(fā)明還涉及電池組。
【專利說明】用于機(jī)動(dòng)車輛的電池組的電氣模塊的殼及相關(guān)聯(lián)的電池組

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于機(jī)動(dòng)車輛的電池組的電氣模塊的殼以及這樣的電池組。

【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)本發(fā)明，“電池單元”指的是能夠產(chǎn)生電流的電氣設(shè)備單元。一般地，一個(gè)電池單元能夠產(chǎn)生電壓包括在2至4伏(一般為3.7伏)的電流，并通常用于以串聯(lián)的方式與其他電池單元連接，以提供更高電壓的電流。
[0003]電池單元可以具有剛性或柔性套。在柔性套的情況下，稱為“軟包裝電池”(英文為 pouch cell,法文為 cellue poche)。
[0004]“模塊”指的是具有剛性自承載結(jié)構(gòu)的多個(gè)電池單元的組合，該剛性自承載結(jié)構(gòu)可以由包裹多個(gè)具有剛性或柔性套的電池單元的單一剛性套構(gòu)成，或者由相互并置的多個(gè)具有剛性套的電池單元組裝構(gòu)成。
[0005]最后，“電池組”指的是包含至少一個(gè)模塊和該模塊的熱調(diào)節(jié)裝置的電氣組合，其中熱調(diào)節(jié)裝置的形式為至少一個(gè)熱調(diào)節(jié)片。
[0006]熱調(diào)節(jié)片一般是冷卻的，并因此對(duì)于模塊具有冷卻性。然而，不排除在氣候條件不利的時(shí)候，熱調(diào)節(jié)片可以至少暫時(shí)地用于加熱模塊，以使其達(dá)到最優(yōu)工作溫度。熱調(diào)節(jié)片可以包括供載熱流體流通的內(nèi)部管道。
[0007]在US 2010/0025132A2中描述了設(shè)有冷卻裝置的電池單元模塊，該冷卻裝置可以是保持在43°C以下的冷卻片、散熱器或冷空氣的循環(huán)系統(tǒng)，該冷空氣來自于車輛的總冷卻回路。
[0008]在該組合中，重要之處在于，模塊和冷卻片之間的接觸具有非常好的質(zhì)量。然而，該結(jié)果不容易獲得，這是因?yàn)樵摻Y(jié)果是建立在電池單元和冷卻裝置同時(shí)具有非常高的尺寸精度的基礎(chǔ)上，而一般并不是這樣的情況。此外，這些組成部件的尺寸變化會(huì)在電池組的壽命期間出現(xiàn)或增大。因此，如在現(xiàn)有技術(shù)中提出的簡(jiǎn)單的堆疊沒有提供模塊和冷卻裝置之間最優(yōu)的導(dǎo)熱條件。
[0009]此外，對(duì)于兩個(gè)表面之間的導(dǎo)熱問題，已知的一種做法是在這些表面之間夾入一個(gè)導(dǎo)熱界面，例如導(dǎo)熱膜，有時(shí)稱為“散熱墊”。這種散熱墊的一個(gè)示例為具有陶瓷填料的硅膠膜，該膜通過補(bǔ)償模塊中每個(gè)電池單元的下壁的平整度或?qū)R度的小的缺陷和冷卻片的平整度缺陷來改善每個(gè)電池單元和冷卻片之間的導(dǎo)熱。但是這些補(bǔ)償是在十分之一毫米的數(shù)量級(jí)，這不足以補(bǔ)償電池單元所有組裝配置中的接觸缺陷。此外，通過導(dǎo)熱膜實(shí)現(xiàn)的這些補(bǔ)償仍取決于冷卻片靠在電池單元上的松緊程度。
[0010]因此，需要將冷卻片有效地緊靠在它要熱調(diào)節(jié)的模塊上的解決方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明旨在提出一種簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的新的解決方案，以保證模塊和熱調(diào)節(jié)片之間的熱接觸具有優(yōu)良的質(zhì)量。該解決方案可以有利地與已知的添加導(dǎo)熱膜的解決方案組合。
[0012]本發(fā)明涉及一種機(jī)動(dòng)車輛電池組的殼，該殼包括用于容納至少一個(gè)模塊的內(nèi)部空間，所述模塊由多個(gè)電池單元的組合構(gòu)成，并與熱調(diào)節(jié)片關(guān)聯(lián)，所述殼具有至少一個(gè)用于在所述模塊位于所述殼中時(shí)頂靠在熱調(diào)節(jié)片上的壁，所述殼的特征在于，所述殼包括將所述模塊緊壓在所述壁上的緊固裝置，所述壁在其朝向所述熱調(diào)節(jié)片的表面上包括凸起元件，所述凸起元件內(nèi)接于一空間中，所述空間具有朝向所述殼的內(nèi)部空間的凸型。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，壁應(yīng)理解成一個(gè)隔斷的內(nèi)表面。該隔斷可以是殼的底部，在該情況下，隔斷的外表面為殼下方的外表面，該隔斷也可以是殼的內(nèi)部隔斷，例如分隔殼的兩個(gè)隔間，在該情況下，隔斷的外表面仍位于殼中，但是不在包含模塊的內(nèi)部空間中。
[0014]有利地，壁由熱塑性塑料材料(例如:聚丙烯)制成，或由熱固性塑料材料(例如:聚酯)制成，或由這兩類材料的混合物——該材料可能地填充有玻璃纖維或碳纖維、聚乙烯或其他任何填充物——制成，或由模制鋁制成(例如在壓力下模制)，或由澆鑄鋁制成.
[0015]根據(jù)本發(fā)明，凸起元件內(nèi)接于具有凸型的空間(volume)中體現(xiàn)了如下事實(shí):該元件被布置并且尺寸被確定為將壁施加的緊固壓力傳遞給熱調(diào)節(jié)片，該緊固壓力使得即使所述壁有可能發(fā)生由緊固造成的形變，凸起元件和壁也保持相互接觸。
[0016]“由緊固造成的形變”指的是壁在其不在熱調(diào)節(jié)片上施加任何壓力的狀態(tài)和在熱調(diào)節(jié)片上施加緊固壓力的狀態(tài)之間的任何形狀改變。該術(shù)語因此不包括壁固有的、獨(dú)立于緊固(例如:由于模制缺陷)得到的幾何缺陷。所考慮的形變可以是塑性或彈性的。
[0017]凸起元件的凸型(convexit6)旨在補(bǔ)償壁由緊固造成的形變，這些形變?cè)诒诘闹行谋仍谄溥吘壐浇@著。本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠通過計(jì)算和/或連續(xù)的測(cè)試來確定合適的高度和凸型，以準(zhǔn)確地——尤其是考慮到壁的尺寸、材料、厚度及緊固力的情況下——補(bǔ)償壁的形變。
[0018]緊固裝置可以包括用于閉合殼的閉合裝置，所述殼包括底部和蓋子，所述底部或所述蓋子包括用于頂靠在熱調(diào)節(jié)片上的壁。
[0019]緊固裝置還可以包括將模塊直接固定在壁上的直接固定裝置——例如借助于固定在模塊兩個(gè)相對(duì)的側(cè)表面的側(cè)板——即使殼還沒有被閉合時(shí)也能實(shí)現(xiàn)該緊固。
[0020]在這兩個(gè)情況中，緊固裝置限定壓緊方向S，該方向可以例如垂直于壁。
[0021]在一個(gè)具體的實(shí)施例中，緊固裝置限定壓緊方向，凸起元件的凸型則由以下特征來限定，其中高度是在壓緊方向上測(cè)量的:
[0022]存在至少一個(gè)凸起元件的(絕對(duì))最高點(diǎn)H ；
[0023]存在至少一個(gè)通過(絕對(duì))最高點(diǎn)并平行于壓緊方向S的投影平面P，該平面使得在凸起元件的任何區(qū)域(該區(qū)域通過位于第二平面P,中的、具有預(yù)先確定的直徑的圓盤在凸起元件上的投影來獲得，其中所述第二平面垂直于壓緊方向S并通過最高點(diǎn))中都存在至少一個(gè)(相對(duì))最高點(diǎn)Hi,該點(diǎn)在投影平面上的正交投影hi在投影平面P上的高度隨著所述投影和(絕對(duì))最高點(diǎn)H之間的距離增大而減小。
[0024]在上述定義中，“點(diǎn)”指的是凸起元件的非常小的一個(gè)表面，該表面針對(duì)投影操作的需求而可近似于數(shù)學(xué)上的點(diǎn)，該數(shù)學(xué)上的點(diǎn)大致處于所述表面的中心。
[0025]由此，凸起元件的這些最高點(diǎn)構(gòu)成與熱調(diào)節(jié)片的接觸區(qū)域?qū)?，該層具有鼓起的形狀，并保證所述熱調(diào)節(jié)片的有效壓緊，即使壁在緊固時(shí)立即或隨著時(shí)間推移而形變。
[0026]接觸區(qū)域可以構(gòu)成連續(xù)或不連續(xù)的表面，例如為一組“線性的”(即寬度小而長度大的區(qū)域的近似處理)接觸區(qū)域，甚至“點(diǎn)狀”(很小面積的區(qū)域的近似處理)的接觸區(qū)域。
[0027]在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，凸起元件包括具有朝向殼內(nèi)部的凸型的實(shí)心體(solide)。
[0028]根據(jù)第一變型，實(shí)心體包括在壁的內(nèi)表面上凸出的肋條網(wǎng)，該肋條網(wǎng)內(nèi)接于向殼內(nèi)部鼓起的例如呈球蓋狀的包絡(luò)面中，并具有大致位于壁中心的頂點(diǎn)。
[0029]有利地，肋條網(wǎng)的肋條是與壁一體模制的。
[0030]這些肋條包括與其基部相對(duì)的自由上邊緣。
[0031]該自由上邊緣可以具有凸型的形狀，在該情況下，每個(gè)肋條與熱調(diào)節(jié)片沿著自由邊緣接觸，該自由邊緣限定線性接觸區(qū)域(即該區(qū)域是窄而長的)。
[0032]自由上邊緣還可以是波浪形的或鋸齒狀(Cr6nel6)的，在該情況下，每個(gè)肋條與熱調(diào)節(jié)片在該自由邊緣的頂點(diǎn)處接觸，這些頂點(diǎn)限定由所述頂點(diǎn)構(gòu)成的點(diǎn)狀接觸區(qū)域。
[0033]根據(jù)第二實(shí)施變型，實(shí)心體通過使壁具有朝向殼內(nèi)部的凸型形狀而獲得，該凸型形狀的產(chǎn)生或者是由于壁的厚度相對(duì)恒定而凹向殼的外部，或者是由于壁是增厚的，例如壁在其邊緣附近是薄的并向著中心增厚，并且其外表面大致是平的?？梢栽诒诘耐獗砻嫔显O(shè)置肋條，以加強(qiáng)壁。
[0034]根據(jù)第三變型，實(shí)心體包括一組在底壁上形成的凸臺(tái)(plots)，每個(gè)接觸區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)凸臺(tái)的頂點(diǎn)。
[0035]為了核實(shí)如上述定義的凸起元件的凸型，即:
[0036]存在至少一個(gè)(絕對(duì))最高點(diǎn)；
[0037]存在至少一個(gè)通過最高點(diǎn)并平行于壓緊方向的投影平面，
[0038]一種方法在于:
[0039]I)根據(jù)模塊和熱調(diào)節(jié)片的尺寸確定直徑D。D為20至80mm，優(yōu)選地包括在30和60mm之間；
[0040]2)檢測(cè)出凸起元件的(絕對(duì))最高點(diǎn)H ；
[0041]3)在通過H并垂直于壓緊方向S的平面中建立具有邊長為D/ V 2(其中V 2為2的平方根)的方形網(wǎng)眼的柵格，并在其中畫出在實(shí)心體的凸型表面上的圓盤；
[0042]4)在每個(gè)投影區(qū)域(若忽略熱調(diào)節(jié)片的凸型，則幾乎為圓盤)的內(nèi)部檢測(cè)出凸起元件的(就該區(qū)域而言的)最高點(diǎn)Hi ；
[0043]5)取通過H并平行于壓緊方向和壁的第一大尺寸方向的平面P ;
[0044]6)在平面P上正交地投影在步驟3獲得的最高點(diǎn)Hi,以獲得點(diǎn)hi;其中所述點(diǎn)Hi與平面P的距離小于直徑D ;
[0045]7)核實(shí):在平面P中，通過所有點(diǎn)Iii和點(diǎn)H的折線是凸型的；
[0046]8)使平面P圍繞壓緊方向以規(guī)則的角度間隔轉(zhuǎn)動(dòng)，直至掃過壁的整個(gè)表面，并在每個(gè)間隔處重復(fù)步驟5和步驟6。
[0047]在本發(fā)明的與上述示例兼容的第二實(shí)施例中，凸起元件包括可變形材料塊，其外表面的形狀是朝向殼內(nèi)部的凸型。
[0048]這種可變形材料可以是泡沫。
[0049]可變形材料塊可以具有之前描述的所有形狀，以提供構(gòu)成連續(xù)或不連續(xù)表面的接觸區(qū)域，例如為一組線性或點(diǎn)狀的接觸區(qū)域。
[0050]上述實(shí)施例可以相互結(jié)合。本發(fā)明的范圍包括，例如，具有增厚的的底壁的殼，該底壁同時(shí)還附有具有朝向殼內(nèi)部的凸型的實(shí)心體。。
[0051 ] 有利地，壁具有沿著第一方向的第一大尺寸L，和沿著垂直于第一方向的第二方向的第二大尺寸I。當(dāng)凸起元件具有朝向內(nèi)部的凸型一如在肋條網(wǎng)或壁或具有凸型形狀的泡沫塊的情況下——時(shí)，凸型的最大高度，即凸起元件的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)之間的高度變化，優(yōu)選地小于壁的兩個(gè)最大尺寸(即不包括壁的厚度)L和I中一個(gè)的2%，優(yōu)選地小于較小的一個(gè)尺寸的2%。更優(yōu)選的區(qū)間為0.1 %至2%。更優(yōu)選的區(qū)間為0.2%至0.5%。因此，對(duì)于邊長為500mm的方形壁，凸起元件的凸型的最大高度可以為2mm。然而，在絕對(duì)值上，優(yōu)選地，無論尺寸L和I如何,凸型的最大高度都不超過5_。
[0052]本發(fā)明還涉及一種用于機(jī)動(dòng)車輛的電池組，其特征在于，該電池組包括殼，該殼容納至少一個(gè)與熱調(diào)節(jié)片關(guān)聯(lián)的模塊，該殼具有至少一個(gè)用于頂靠在模塊的熱調(diào)節(jié)片上的壁，該壁在其朝向熱調(diào)節(jié)片的內(nèi)表面上包括凸起元件，該凸起元件被布置并且尺寸被確定為將壁施加的緊固壓力傳遞給熱調(diào)節(jié)片，該緊固壓力使得盡管壁有可能由緊固造成形變，凸起元件和壁也保持相互接觸，該接觸至少在凸起元件的一些點(diǎn)處實(shí)現(xiàn)，其中所述點(diǎn)的分布使得(通過投影)畫在熱調(diào)節(jié)片上的直徑為20至80mm、優(yōu)選地為30至60mm的任何圓盤都包含這些點(diǎn)中的至少兩個(gè)。
[0053]在一個(gè)具體的實(shí)施例中，每個(gè)電池單元都包括剛性套，并且同一模塊的電池單元的套通過沿著橫向方向(相對(duì)于電池單元-熱調(diào)節(jié)片-凸起元件堆疊的方向)相互擠緊并使它們的底部共平面來組合成剛性塊。
[0054]優(yōu)選地，電池單元的剛性套呈具有矩形底面的棱柱形。然而，其他形狀也是可以的。
[0055]在一個(gè)具體的實(shí)施例中，多個(gè)模塊共用同一熱調(diào)節(jié)片。在另一實(shí)施例中，每個(gè)模塊都具有其專有的熱調(diào)節(jié)片。
[0056]根據(jù)本發(fā)明，從短期看，“取得了很好的熱傳導(dǎo)”意味著一旦熱調(diào)節(jié)片被緊固到殼中模塊和熱調(diào)節(jié)片之間就立即發(fā)生熱傳導(dǎo)；和/或從長期看，意味著與熱調(diào)節(jié)片不被緊固在殼中的情況相比，模塊和熱調(diào)節(jié)片之間的熱傳導(dǎo)在時(shí)間上更大程度地得以保持。換句話說，熱調(diào)節(jié)片和模塊之間的接觸質(zhì)量使得模塊和熱調(diào)節(jié)片之間的熱交換性能在車輛使用壽命期間得到保持，而沒有受到老化效應(yīng)尤其是溫度變化、振動(dòng)、材料蠕變的影響。
[0057]可以理解的是，符合本發(fā)明的凸起元件具有如下優(yōu)點(diǎn):可以補(bǔ)償將熱調(diào)節(jié)片緊壓到模塊上的任何缺陷。實(shí)際上，無論該緊壓是由殼的閉合還是由模塊的側(cè)板固定在壁上來實(shí)現(xiàn)的，都存在以下風(fēng)險(xiǎn):模塊的尺寸使得緊固點(diǎn)，即殼的側(cè)壁或側(cè)板的固定點(diǎn)，相互間隔過大而使熱調(diào)節(jié)片在遠(yuǎn)離緊固點(diǎn)的區(qū)域中彎曲，從而與模塊不再緊密貼合。當(dāng)組裝多個(gè)電池單元以構(gòu)成具有一定尺寸的模塊時(shí)尤其是這樣的。
[0058]符合本發(fā)明的凸起元件實(shí)現(xiàn)將熱調(diào)節(jié)片以分布在模塊整個(gè)底部的方式來夾在該凸起元件和模塊的底壁之間(任選地夾有導(dǎo)熱墊)。
[0059]用于替代設(shè)置凸起元件的一個(gè)方案可以是將熱調(diào)節(jié)片固定在構(gòu)成模塊的每個(gè)電池單元的底部上，但這樣的方案建立在如下假設(shè)上:存在用于將熱調(diào)節(jié)片固定在每個(gè)電池單元底部的裝置，以及在電池組組裝線上提供和布置固定部件；由此產(chǎn)生不可忽略的額外的材料和能量成本。本發(fā)明避免了這些缺陷。
[0060]不需要將每個(gè)電池單元固定在熱調(diào)節(jié)片上的另一優(yōu)點(diǎn)在于，由此可以容易地更換出故障的模塊，而不需要解除其與熱調(diào)節(jié)片的聯(lián)結(jié)，也不需要清空經(jīng)過熱調(diào)節(jié)片的載熱流體管道。
[0061]在本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施例中，凸起元件包括不可壓縮的液體的囊(poche)。作為變型，該液體為凝膠。
[0062]液體的優(yōu)點(diǎn)在于以均勻和各向同性的方式傳遞其受到的壓力，該壓力由壁在熱調(diào)節(jié)片上的壓緊力所造成。因此該液體有利地替代其他任何旨在將殼的緊固力均勻地分布在熱調(diào)節(jié)片上的機(jī)械裝置。
[0063]此外，液體或凝膠可以具有合適的絕熱特性，以及電絕緣特性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0064]為了更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)在描述參照附圖示例性而非限制性地給出的本發(fā)明的實(shí)施例。在這些附圖中:
[0065]圖1為符合本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池組的透視仰視圖，該電池組位于其關(guān)閉并安裝在車輛下方的殼中；
[0066]圖2為圖1的電池組的部分分解橫截面視圖；
[0067]圖3為電池組的透視圖，該電池組的殼是打開的；
[0068]圖4為與圖3類似的視圖，其中一層電氣模塊已被取出；
[0069]圖5為完全清空的、打開的殼的透視俯視圖；
[0070]圖6為包含一個(gè)熱調(diào)節(jié)片的、打開的殼的透視俯視圖；
[0071]圖7為一層電池組的組裝的元件的示意圖；
[0072]圖8為熱調(diào)節(jié)片及其與殼的底壁接觸的區(qū)域的一部分的放大仰視示意圖；
[0073]圖9為對(duì)應(yīng)于在圖8中示出的熱調(diào)節(jié)片的那部分的底壁的一部分沿著IX-1X的截面示意圖；
[0074]圖10為底壁的一個(gè)實(shí)施變型的透視圖，該底壁的凸起元件包括肋條網(wǎng)；
[0075]圖11為電池組的整體剖視圖，該電池組包括作為凸起元件的凝膠囊。

【具體實(shí)施方式】
[0076]在圖1中示出了電池組1，該電池組被固定在機(jī)動(dòng)車輛底板3下方，位于為此設(shè)置的容腔(1gement) 5的內(nèi)部。
[0077]底板3可以由聚丙烯制成。
[0078]該電池組I在底板3下方的布置僅是一個(gè)非限制性的示例。
[0079]在圖2的分解視圖中更加清楚可見的電池組I包括大致為平行六面體的、由混合材料制成的殼7，該殼由兩個(gè)半部分組成，上半部分7a和下半部分7b，每個(gè)半部分都包括接合翻邊(rebord de jonct1n) 8a、8b。下半部分7b的翻邊8b設(shè)有密封件9,該密封件在圖4和圖6中示出。
[0080]為了將殼7固定在底板3上，上半部分7a的大的側(cè)表面11和下半部分7b的大的側(cè)表面13分別包括固定爪15和固定爪17。
[0081]特別地，在圖2的分解圖中可見，殼中的元件構(gòu)成兩個(gè)組裝元件層El、E2，這兩層大致相同，并每層都包括內(nèi)部空間。
[0082]本發(fā)明不限于該實(shí)施例，殼可以僅包括一層，或相反地包括兩個(gè)以上的層。
[0083]現(xiàn)在描述層E1。層E2包含相同的元件，這些相同的元件以相同的數(shù)字和符號(hào)'來標(biāo)識(shí)。
[0084]如在圖3中更加清楚可見，在該示例中，一個(gè)層包含五個(gè)電氣模塊19-1、19-2、19_3、19_4和19-5(用標(biāo)識(shí)19統(tǒng)一表不),這五個(gè)電氣模塊通過邊靠邊的并置被集合在一起。這些模塊中的每個(gè)本身由十個(gè)具有矩形底面的棱柱形電池單元21-1-1、21-1-2、21-1-3、21-1-4、21-1-5、21-1-6、21-1-7、21-1-8、21-1-9、21-1-10 ；21-2~1 至 21—2—10 ；……;21-5-1至21-5-10 (以下用標(biāo)識(shí)21統(tǒng)一表不)構(gòu)成,這些電池單兀通過其大的側(cè)表面相互靠緊，并相對(duì)于彼此布置為使得其底部是共平面的，并且其小的側(cè)表面也是共平面的，以整體地構(gòu)成矩形的平行六面體(即長方體)。只要電池單元組合的底部是平的或大致平的，其他形狀的電池單元，以及構(gòu)成模塊的電池單元組合的其他配置，當(dāng)然是可行的，并由此可能使模塊具有其它的整體形狀。
[0085]在模塊19-1 (分別地19-2、19-3、19-4、19-5)中，電池單元相互之間的維持是由側(cè)板23-1 (分別地23-2、23-3、23-4、23-5 ;側(cè)板統(tǒng)一由標(biāo)識(shí)23來表示)來保證，其中所述側(cè)板被布置為頂著平行六面體的兩個(gè)小的端面并通過四個(gè)拉桿25 (平行六面體模塊每個(gè)大表面有兩個(gè))相互連接。五個(gè)模塊在其被并置以構(gòu)成殼中的一個(gè)層時(shí)大致被維持在同一平面中。
[0086]如圖7中所示，側(cè)板23在上方和下方超出平行六面體的小的端面，特別地在電池單元21的下方留出空間31，該空間有利地具有包括在10和20mm之間的高度e，在該實(shí)施例中，該高度更具體地為17mm。
[0087]由此組裝成的電氣模塊19的電池單元21的底部大致處于同一下平面中，構(gòu)成空間31的頂面。
[0088]根據(jù)該長方體形的實(shí)施例，熱調(diào)節(jié)片33布置在該層的電池單元21的所有底部下方。該熱調(diào)節(jié)片因此在這里被五個(gè)模塊19共用。在一個(gè)變型中，每個(gè)模塊19-1至19-5都可以具有其專有的熱調(diào)節(jié)片。熱調(diào)節(jié)片33的尺寸被設(shè)置為適合于布置在空間31中。該熱調(diào)節(jié)片由鋁制成，并沿著其長的兩條邊具有兩個(gè)主要通道35，這兩個(gè)主要通道由載熱流體傳輸管37延續(xù)，每個(gè)管均通向在如圖3所示的殼7的開孔。在層E2中，管37'貫穿殼7的下半部分7b的開孔39、41。每個(gè)主要通道35都通過分布在熱調(diào)節(jié)片的厚度上的次要通道(未示出)與另一主要通道聯(lián)通。其他熱調(diào)節(jié)片的配置是可行的，例如，主要管道的布置不沿著熱調(diào)節(jié)片的長邊。
[0089]如圖7所示，與熱調(diào)節(jié)片33 —起布置在空間31中的主要通道35超出該空間31，超出高度為d。
[0090]在熱調(diào)節(jié)片33上設(shè)置有優(yōu)選地由填充陶瓷的硅酮制成的導(dǎo)熱膜43 (層E2的膜43'在圖6中更清楚可見)，以改善模塊19和熱調(diào)節(jié)片33之間的導(dǎo)熱。該膜43可做厚度變化的形變，特別地在0.5至Imm之間的厚度變化中形變，并且同時(shí)貼合電池單元21底部和熱調(diào)節(jié)片33的由于表面缺陷造成的起伏，由此增大這兩個(gè)部件之間的接觸表面并因此增加這兩個(gè)部件之間的導(dǎo)熱通道。
[0091 ] 側(cè)板23具有分別的下翻邊45和上翻邊47，這些翻邊借助于例如螺絲49允許側(cè)板23固定在分隔壁53上，對(duì)于上層E1，該分隔壁構(gòu)成底壁。壁53在圖4中更清楚可見。在下層E2，壁53的同等部件為底壁53'，該底壁在圖5中更清楚可見。
[0092]在本發(fā)明中，壁53和53'為用于頂靠著模塊的熱調(diào)節(jié)片33、33'的壁。所述殼包括兩個(gè)內(nèi)部空間(未示出)，即每層一個(gè)內(nèi)部空間，每個(gè)內(nèi)部空間用于容納由多個(gè)電池單元21形成的組所構(gòu)成的模塊19。
[0093]在以下說明中，壁53或53'的內(nèi)表面指的是該壁朝向包含模塊19的內(nèi)部空間的、與和所述壁接觸的熱調(diào)節(jié)片33、33'相互作用的表面。
[0094]在圖7的剖視示意圖中更清楚可見如何實(shí)現(xiàn)壁53、熱調(diào)節(jié)片33(設(shè)有膜43)和電池單元21的堆疊。
[0095]特別地，可以看到，壁53在其內(nèi)表面上包含相互交叉和垂直的肋條55網(wǎng)，該肋條網(wǎng)位于熱調(diào)節(jié)片33的包括在其主要通道35之間的表面處。
[0096]盡管由于肋條之間高度變化相對(duì)小而在圖中很難分辨，但肋條55被布置為相互交叉的肋條的網(wǎng)，該肋條網(wǎng)內(nèi)接于朝向殼內(nèi)部鼓起的包絡(luò)面，并在本發(fā)明中構(gòu)成具有朝向殼內(nèi)部的凸型的凸起元件。
[0097]更準(zhǔn)確地，L為壁最大的尺寸，由于壁是矩形的，L在這里為壁的長度，I為壁的第二大尺寸，在這里為壁的寬度，肋條55內(nèi)接于其中的包絡(luò)面僅在正交于壁并平行于其寬度I方向的平面中鼓起。換句話說，在平行于長度L方向的橫截面上，肋條55具有在整個(gè)長度L上的相同的高度，但該高度隨著所考慮的截面的變化而變化，并在壁的中心對(duì)稱軸X上最大。
[0098]在該實(shí)施例的不例中，凸型的最大聞度(即肋條55網(wǎng)的最低點(diǎn)和最聞點(diǎn)之間的聞度變化)為寬度I (I為壁53的兩個(gè)最大尺寸L和I中的較小的一個(gè))的1.5%。
[0099]肋條55網(wǎng)在其兩個(gè)長的縱向邊上設(shè)有深度為d的凹槽57，該凹槽的尺寸被確定為用于接收熱調(diào)節(jié)片33的主要通道35。
[0100]沿著每個(gè)凹槽57的長度，平行于寬度I方向的支撐件59用作側(cè)板23的下翻邊45的槽座。這些支撐件59中的某些包括緊固通道60，該緊固通道與側(cè)板23的下翻邊45的開孔44排齊。每個(gè)翻邊45包括兩個(gè)開孔44，并在對(duì)應(yīng)于六個(gè)支撐件59 (這六個(gè)支撐件在以下說明中沿著長度方向編號(hào)為第一至第六)的長度上延伸，僅完全覆蓋第二至第五支撐件59，而只覆蓋第一和第六支撐件59每個(gè)的一半，這兩個(gè)支撐件中的每個(gè)都在其另一半接收當(dāng)前側(cè)板23的相鄰側(cè)板。
[0101]緊固通道60確定壓緊方向，該壓緊方向因此在這里和常見的情況一樣垂直于壁53的整體平面。
[0102]如在圖7的放大圖中更清楚可見地，將貫穿側(cè)板23的下翻邊45的開孔44和緊固通道60的螺絲49旋緊會(huì)導(dǎo)致模塊19和壁53相互接近，并由此導(dǎo)致熱調(diào)節(jié)片33被夾在壁53和電池單元21之間，以及膜43被擠壓在熱調(diào)節(jié)片33和電池單元21底部之間。
[0103]借助于肋條55包絡(luò)面的凸起形狀，底壁53在被壓緊時(shí)的形變一可能越接近該壁53的對(duì)稱軸X就越顯著——被肋條越接近該軸越大的高度來補(bǔ)償。
[0104]由此，在給定的層中有以下元件的堆疊:
[0105]組裝為模塊19、19'的電池單元21、21'；
[0106]熱調(diào)節(jié)片33、33'；
[0107]被緊固裝置緊壓在模塊上的壁53、53'。
[0108]在圖8中示出了熱調(diào)節(jié)片33的如下區(qū)域:在壓緊之后，該區(qū)域上施加有肋條55的壓力。
[0109]這些區(qū)域被定義為“接觸區(qū)域”。
[0110]該壓力源于與底壁53最高區(qū)域的接觸。
[0111]在實(shí)踐中，接觸區(qū)域的顯現(xiàn)可以通過在肋條55的自由上邊緣上施加染色的粉末來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)熱調(diào)節(jié)片33被底壁53壓緊時(shí)，該粉末轉(zhuǎn)移到熱調(diào)節(jié)片33上，以顯示出圖8中示出的圖案。
[0112]如圖8中所示，如果在熱調(diào)節(jié)片33上任意取直徑D的圓盤，那么總是存在至少一個(gè)接觸區(qū)域。該接觸區(qū)域在底壁53上對(duì)應(yīng)于肋條55的自由上邊緣的最高點(diǎn)氏。
[0113]由此，在圓盤61中有最高點(diǎn)63，在圓盤65中有最高點(diǎn)67，在圓盤69中有最高點(diǎn)71，在圓盤73中有最高點(diǎn)75，并在圓盤77中有最高點(diǎn)79。
[0114]此外，底壁53具有最高點(diǎn)81。
[0115]如圖9的截面圖所示，這些最高點(diǎn)63、67、71、75、79和81每一個(gè)都位于肋條網(wǎng)的一個(gè)肋條55的頂點(diǎn)。
[0116]在該圖中還可見肋條55的頂點(diǎn)在截面上可以是修圓的，這樣的效果在于減少每個(gè)接觸區(qū)域的面積。然而，由于構(gòu)成肋條的材料具有形變(彈性或塑性)的能力，因此每個(gè)肋條的頂點(diǎn)都可以壓平，使得接觸區(qū)域不限于線。
[0117]因此，熱調(diào)節(jié)片33被維持與電池單元21在其整個(gè)表面上以優(yōu)化的方式接觸，“優(yōu)化的方式”指的是這兩個(gè)部件之間的接觸至少在某些足夠接近的區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)，以使得兩個(gè)相鄰接觸點(diǎn)的距離不超過D，換句話說，使得在熱調(diào)節(jié)片33上畫出的任何直徑為D的圓都至少包含這些接觸區(qū)域中的兩個(gè)，這體現(xiàn)了熱調(diào)節(jié)片和電池單元之間的接觸點(diǎn)具有足夠高和規(guī)則的密度。
[0118]在圖10的實(shí)施例中，壁53具有兩個(gè)大的尺寸L和I。該壁包括凸起元件，該凸起元件由帶有方形網(wǎng)眼的垂直交叉肋條90網(wǎng)構(gòu)成。
[0119]該肋條90網(wǎng)是凸型的，即肋條90的頂點(diǎn)內(nèi)接于向上(相對(duì)于該附圖)鼓起的包絡(luò)面。
[0120]包絡(luò)面的凸型表現(xiàn)在L和I這兩個(gè)方向上，最大高度(即最低點(diǎn)和最高點(diǎn)之間的高度變化)有利地為I的2%，而在圖10的示意圖中，彎曲被突出，以更好地理解所述凸型是如何構(gòu)成的。
[0121]可以通過以下方法來核實(shí)肋條網(wǎng)的凸型。
[0122]I)確定取決于熱調(diào)節(jié)片尺寸的直徑D，該熱調(diào)節(jié)片在本例中假設(shè)具有與壁相同的寬度I和相同的長度L，這里取D = 50mm。
[0123]2)在由指向上方的箭頭S示出的壓緊方向上檢測(cè)出壁的最高點(diǎn)H。
[0124]3)畫出帶有方形網(wǎng)眼的柵格，其中方形網(wǎng)眼的邊長為D/ V 2且一個(gè)交點(diǎn)與點(diǎn)H重合。在網(wǎng)眼的每個(gè)交點(diǎn)畫出直徑為D的圓。
[0125]4)在每個(gè)直徑為D的圓盤中尋找最高點(diǎn)H1.
[0126]5)取通過點(diǎn)H并與方向S和長度L方向平行的平面P。
[0127]6)在平面P上正交地投影在步驟3獲得的那些最高點(diǎn)Hi,以獲得點(diǎn)hi;其中所述最高點(diǎn)Hi與該平面的距離小于D。
[0128]7)核實(shí):在平面P上，通過所有點(diǎn)Iii和點(diǎn)H的折線是凸型的。
[0129]8)圍繞方向S轉(zhuǎn)動(dòng)平面P，并重復(fù)步驟5和步驟6。
[0130]一種替代方法在于尋找是否存在“非凸型”方向，根據(jù)該方法，步驟3獲得的位于平行于該“非凸型”方向的平面中的所有點(diǎn)具有相同的高度。如果存在該“非凸型”方向，那么通過選擇平行于S并垂直于“非凸型”方向的平面P來執(zhí)行步驟5和步驟6，通過步長為D的平移使平面P掃過整個(gè)壁。
[0131]在圖11的實(shí)施例中，上述肋條被凝膠囊99替代。殼的底壁101是平面的，并且不包括肋條。凝膠囊99構(gòu)成底壁101的凸起元件，其將底壁101施加的壓力以在熱調(diào)節(jié)片33表面的所有點(diǎn)處均勻的方式傳遞給熱調(diào)節(jié)片33。
[0132]再次強(qiáng)調(diào)，傳遞的壓力在熱調(diào)節(jié)片53的所有點(diǎn)處均相同，與當(dāng)通過緊固螺絲49將側(cè)板23固定在底壁101上時(shí)底壁101所遭受的形變無關(guān)。
[0133]當(dāng)然，上述示例僅是示例性地給出的，不應(yīng)視為對(duì)權(quán)利要求保護(hù)范圍的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種用于機(jī)動(dòng)車輛電池組(I)的殼(7)，該殼包括用于容納至少一個(gè)模塊(19)的內(nèi)部空間，所述模塊由多個(gè)電池單元(21)的組合構(gòu)成，并與熱調(diào)節(jié)片(33)關(guān)聯(lián)，所述殼具有至少一個(gè)用于在所述模塊(19)位于所述殼中時(shí)頂靠在熱調(diào)節(jié)片(33)上的壁(53、53')，所述殼的特征在于，所述殼包括將所述模塊(19)緊壓在所述壁(53、53')上的緊固裝置(23、49、60)，所述壁(53、53')在其朝向所述熱調(diào)節(jié)片(33)的內(nèi)表面上包括凸起元件(55、90)，所述凸起元件內(nèi)接于一空間中，所述空間具有朝向所述殼的內(nèi)部空間的凸型。
2.如權(quán)利要求1所述的殼，其中，所述壁(53、53')由熱塑性塑料材料或熱固性塑料材料或這兩種材料的混合物或模制鋁或澆鑄鋁制成。
3.如權(quán)利要求1和2中任一項(xiàng)所述的殼，其中，所述緊固裝置包括用于閉合所述殼的閉合裝置，所述殼包括底部和蓋子，所述底部或所述蓋子包括所述用于頂靠在所述熱調(diào)節(jié)片(33)上的壁(53^ )。
4.如權(quán)利要求1和2中任一項(xiàng)所述的殼，其中，所述緊固裝置包括將所述模塊(19)直接固定在所述壁(53、53')上的直接固定裝置，例如借助于固定在所述模塊(19)的兩個(gè)相對(duì)的側(cè)表面上的側(cè)板(23)來直接固定。
5.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的殼，其中，所述緊固裝置限定壓緊方向(S)，所述凸起元件的凸型由以下特征限定，其中高度在所述壓緊方向上測(cè)量: 存在至少一個(gè)所述凸起元件的最高點(diǎn)H(81)； 存在至少一個(gè)通過所述最高點(diǎn)H(81)并平行于所述壓緊方向(S)的投影平面P，該平面使得在圓盤(61、65、73、77)在所述凸起元件上的投影所獲得的任何區(qū)域中，存在至少一個(gè)最高點(diǎn)Hi出3、67、71、75、79)，所述至少一個(gè)最高點(diǎn)Hi在所述投影平面上的正交投影Iii在所述投影平面上的高度隨著所述投影和所述最高點(diǎn)H(Sl)之間的距離增大而減小，其中，所述圓盤(61、65、73、77)位于所述第二平面P'中并具有預(yù)先確定的直徑，所述第二平面P'垂直于所述壓緊方向并通過所述凸起元件的最高點(diǎn)(81)。
6.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的殼，其中，所述凸起元件包括實(shí)心體(55、90)，該實(shí)心體具有朝向所述殼的內(nèi)部的凸型。
7.如權(quán)利要求6所述的殼，其中，所述實(shí)心體包括從所述壁的內(nèi)表面凸出的肋條(55)網(wǎng)，所述肋條網(wǎng)內(nèi)接于向所述殼的內(nèi)部鼓起的包絡(luò)面。
8.如權(quán)利要求7所述的殼，其中，所述肋條網(wǎng)的肋條(55)與所述壁(53、53')一體模制.
9.如權(quán)利要求6所述的殼，其中，通過賦予所述壁朝所述殼的內(nèi)部凸起的形狀來獲得所述實(shí)心體。
10.如權(quán)利要求6所述的殼，其中，所述實(shí)心體包括一組在所述底壁上形成的凸臺(tái)，每個(gè)接觸區(qū)域?yàn)樗鐾古_(tái)的頂點(diǎn)。
11.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的殼，其中，所述凸起元件包括可變形材料塊，該可變形材料塊的外表面具有向著所述殼的內(nèi)部凸起的形狀。
12.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的殼，其中，所述壁(53、53')具有沿著第一方向的第一大尺寸(L)和沿著垂直于所述第一方向的第二方向的第二大尺寸(I)，并且，所述凸型的最大高度，即所述凸起元件的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)之間的高度變化，包括在所述壁的所述兩個(gè)大尺寸中的一個(gè)-優(yōu)選地為較小的一個(gè)-的0.2%和0.5%之間，優(yōu)選地包括在0.1%和2%之間，優(yōu)選地包括在0.2%和0.5%之間。
13.一種用于機(jī)動(dòng)車輛的電池組，其特征在于，該電池組包括容納至少一個(gè)模塊(29)的殼，其中所述模塊由多個(gè)電池單元(21)的組合構(gòu)成，并與熱調(diào)節(jié)片(33)關(guān)聯(lián)，所述殼具有至少一個(gè)用于頂靠在所述模塊(29)的熱調(diào)節(jié)片(33)上的壁(53、53')，該壁(53、53')在其朝向所述熱調(diào)節(jié)片(33)的內(nèi)表面上包括凸起元件(55、90、99)，該凸起元件被布置并尺寸確定為用于將所述壁(53、53')施加的緊固壓力傳遞給所述熱調(diào)節(jié)片(33)，該緊固壓力使得盡管所述壁(53、53')有可能由緊固造成形變，所述凸起元件(55、90、99)和所述熱調(diào)節(jié)片(33)也都保持相互接觸，該接觸至少存在于所述凸起元件(55、90、99)的一些點(diǎn)處，這些點(diǎn)的分布使得在所述熱調(diào)節(jié)片(33)上任何通過投影畫出的直徑為20至80mm、優(yōu)選地30至60mm的圓盤包含至少兩個(gè)這樣的點(diǎn)。
14.如權(quán)利要求13所述的電池組，其中，每個(gè)所述電池單元(21)都包括剛性套，并且同一模塊(19)的電池單元的所述套通過沿著橫向方向相互擠緊并使它們的底部共平面而組合成剛性塊。
15.如權(quán)利要求13和14中任一項(xiàng)所述的電池組，其中，所述電池單元(21)的剛性套具有棱柱形，并具有矩形底面。
16.如權(quán)利要求13至15中任一項(xiàng)所述的電池組，其中，多個(gè)模塊(19)共用同一熱調(diào)節(jié)片(33)。
17.如權(quán)利要求13至15中任一項(xiàng)所述的電池組，其中，每個(gè)模塊都具有其專有的熱調(diào)節(jié)片。
18.如權(quán)利要求13至17中任一項(xiàng)所述的電池組，其中，所述凸起元件包括不可壓縮的液體或凝膠的囊(99)，該囊能夠均勻地并以各向同性的方式傳遞其受到的壓力，所述壓力由所述壁在所述片上的壓緊力所造成。
19.如權(quán)利要求18所述的電池組，其中，所述液體或凝膠具有絕熱特性。
20.如權(quán)利要求18和19中任一項(xiàng)所述的電池組，其中，所述液體或凝膠具有電絕緣特性。
【文檔編號(hào)】B60K1/00GK104220286SQ201380018847
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2013年2月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月1日
【發(fā)明者】杰哈勒·安德烈, 菲利普·杰羅特, 吉爾斯·埃利奧特, 文森特·傅亞, 弗雷德里克·萊德赫 申請(qǐng)人:全耐塑料公司, 法雷奧熱系統(tǒng)公司