專利名稱：電池容納設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于至少一個電池的電池容納設(shè)備。結(jié)合可充電的鋰離子電池和機動車來描述本發(fā)明。應(yīng)注意，也可以不取決于電池的結(jié)構(gòu)類型、電池的化學特性或者用電方式來應(yīng)用本發(fā)明。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，機動車中的具有硬殼體的電池是已知的。緊貼在電池的電化學部件上或者支撐在電化學部件上的薄壁的殼體也是已知的。在猛烈的碰撞時，例如在機動車發(fā)生事故時，電池殼體可能破裂，且電池的化學劑可能泄露到環(huán)境中。即使雜質(zhì)進入電池所占據(jù)的空間，電池殼體也可能破裂。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于，在猛烈的碰撞時或者在雜質(zhì)進入時降低電池殼體破裂的可能性。根據(jù)本發(fā)明，該目的將通過獨立權(quán)利要求的主題實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求的主題為本發(fā)明的優(yōu)選改進方案。根據(jù)本發(fā)明的電池容納設(shè)備具有電池容納空間和壁，所述壁至少部分地包圍所述電池容納空間。此外，電池容納設(shè)備具有可關(guān)閉的第一開口，該第一開口被布置在所述壁上。此外，電池容納設(shè)備具有電池保持裝置，電池保持裝置設(shè)置為用于保持至少一個電池。 根據(jù)本發(fā)明的電池容納設(shè)備的特征在于，其電池保持裝置被設(shè)置成在預(yù)先確定的條件下解除所述至少一個電池的約束。本發(fā)明意圖將電池容納設(shè)備理解為一種至少暫時地容納至少一個電池的設(shè)備。如果需要多個電池電性連接用于驅(qū)動負載、特別是用于驅(qū)動機動車，則該電池容納設(shè)備優(yōu)選同時容納多個電池。優(yōu)選地，主電池和備用電池同時容納在電池容納設(shè)備中。本發(fā)明意圖將電池容納空間理解為其中設(shè)置有被電池容納設(shè)備所容納的電池的空間。電池容納空間的大小和形狀由待容納的電池決定。優(yōu)選地，電池容納空間僅略大于待容納的電池的體積。若電池容納設(shè)備容納多個電池，電池容納空間的形狀也取決于所容納的電池相互的空間布置。優(yōu)選地，電池容納空間是長的且具有大致棱柱形或者圓柱形的基面。優(yōu)選地，相比于電池容納空間的水平尺寸，電池容納空間被構(gòu)建成平的，且具有大致棱柱形或者圓柱形的基面。本發(fā)明意圖將電池容納設(shè)備的壁理解為特別是薄壁外罩，其包圍和限制電池容納空間。優(yōu)選地，所述壁僅部分地包圍電池容納空間。優(yōu)選地，所述壁部分地開孔或者具有窗口。因此，使得冷卻劑流過電池容納空間成為可能。優(yōu)選地，所述壁具有至少一個連接區(qū)域。 該連接區(qū)域也用于連接機動車。本發(fā)明意圖將可關(guān)閉的第一開口理解為一設(shè)備，該設(shè)備使得需要時可將電池放入電池容納空間或者移除電池。優(yōu)選地，可關(guān)閉的第一開口為所述壁的一部分。優(yōu)選地，所述開口通過蓋、閂或者具有插銷的蓋封閉，使得例如電池不會意外地脫離電池容納空間。所述開口至少與應(yīng)送入電池容納空間的最大主體的切面一樣大?？申P(guān)閉的第一開口優(yōu)選被置于電池容納空間的區(qū)域中，可從外部容易進入該區(qū)域且該區(qū)域使得可以容易地放入或者移除物體、特別是電池。本發(fā)明意圖將電池保持裝置理解為至少暫時地保持至少一個電池的設(shè)備。優(yōu)選地，電池保持裝置同時保持多個電池和/或確保電池不會不按計劃地移位。優(yōu)選地，電池保持裝置具有用于引導(dǎo)電池運動的引導(dǎo)機構(gòu)。優(yōu)選地，電池保持裝置補充于所述壁而用于完全包圍電池容納空間。本發(fā)明意圖將保持電池理解為至少一定時間內(nèi)確保電池不會不按計劃地移位。為此定位或者夾緊機構(gòu)可以用于力配合(kraftschlilssig)或形配合(formschlilssig)地將電池固定到各自指定地點。電池保持裝置的該保持機構(gòu)起的作用為使得電池在預(yù)先確定的條件下解除約束。通過解除約束結(jié)束了電池與電池保持裝置的力配合和/或形配合的連接。預(yù)先確定的條件為存在可以導(dǎo)致?lián)p傷電池殼體的情況。最小加速度或最小力、或者雜質(zhì)進入電池所占據(jù)的空間也屬于預(yù)先確定的情況。本發(fā)明意圖將把手、凹口齒、楔齒、凸輪、螺栓、銷釘或者夾板選擇為定位或者夾緊機構(gòu)。定位或者夾緊機構(gòu)優(yōu)選配置到電池保持裝置。幾何不確定形狀也可以用于施加摩擦力或者分離力，例如確定的表面粗糙度。優(yōu)選地，具有定位或者夾緊機構(gòu)的至少一個電池包括機械交互作用的設(shè)備。優(yōu)選地，所述至少一個電池與電池保持裝置材料接合地 (stoffschlussig)連接，例如通過粘接。當所述至少一個電池被解除約束時，通過碰撞導(dǎo)致的電池加速度被減小和/或加速度對于電池的作用時間被減短。電池殼體的機械應(yīng)力同樣被減小。在電池解除約束之后其可以躲開穿入的物體。因此降低了電池殼體破裂的可能性，且實現(xiàn)了上述目的。下文中，將描述本發(fā)明的優(yōu)選改進方案。有利地，電池保持裝置至少部分地被布置在電池容納空間中。優(yōu)選地，電池保持裝置至少部分地被所述壁包圍。有利地，電池容納設(shè)備具有避讓區(qū)域(Ausweichbereich)。優(yōu)選地，電池保持裝置至少部分地延伸進入避讓區(qū)域。在電池被電池保持裝置解除約束之后，電池可以至少部分地移位進入避讓區(qū)域。該移位例如隨著加速度或者隨著通過外來物留下的路徑 (aufgeprSgterWeg)而發(fā)生。留下的路徑可以是通過事故導(dǎo)致的機動車車身變形的結(jié)果。優(yōu)選地，避讓區(qū)域空間上連接至電池容納空間。優(yōu)選地，避讓區(qū)域被布置在電池容納空間內(nèi)。在此，避讓區(qū)域優(yōu)選被布置在期望的加速度或者所留下的路徑的方向上。避讓區(qū)域優(yōu)選也容納多個電池。優(yōu)選地，所述壁具有出入口。出入口的尺寸為使得電池可以通過出入口移位。在電池移位時出現(xiàn)出入口就足夠了。例如，出入口在至少一個電池移位時才出現(xiàn)。例如，所述壁具有封閉的線形薄層部分、穿孔或者多個縫隙。在預(yù)先確定的力的情況下，線形薄層部分、 穿孔或者多個縫隙塌陷。所述壁的一部分與壁的其他部分分離且形成這樣的出入口。出入口也可以持久地被構(gòu)建在所述壁中。優(yōu)選地，缺少例如方形的壁的分界面。有利地，電池容納空間容納變形體。該變形體在空間上可以被布置在至少一個電池的附近或者接觸該電池。通過彈性或者可塑的形變，該變形體也用于容納能量。產(chǎn)生影響的能量可以作為形狀改變能量而作用于變形體。因此，變形體可以吸收在發(fā)生事故時釋放的能量的至少一部分，且遠離所述至少一個電池。該變形體優(yōu)選是可更換的。關(guān)于所述至少一個電池的變形體的布置取決于所期望的加速度或者形變。有利地，電池容納設(shè)備同時容納多個電池。這些電池可以相互電連接，例如串聯(lián)和 /或并聯(lián)。多個電池優(yōu)選被緊密地包裝，且至少部分地被布置在電池容納空間內(nèi)。在此，實際布置取決于電池容納設(shè)備的空間的情況。電池容納空間的主延伸方向可以沿著電池容納空間的最大尺寸延伸，例如在電池容納空間的最長邊的方向上。主延伸方向可以沿著電池容納空間的對稱軸線或者長軸線延伸。例如，多個電池可以緊密地一個接一個沿著電池容納設(shè)備的主延伸方向被布置，且形成隊列。優(yōu)選地，電池的隊列以變形體開始或者結(jié)束。有利地，電池保持裝置也用于與所容納的電池交換熱能。優(yōu)選地，電池保持裝置具有用于增大熱交換面的設(shè)備。優(yōu)選地，電池容納設(shè)備具有至少一個冷卻劑通道，優(yōu)選地，冷卻劑流過該冷卻劑通道。優(yōu)選地，電池保持裝置的至少一個散熱器被布置在冷卻劑的高流動速度區(qū)域中。有利地，機動車裝配有根據(jù)本發(fā)明的電池容納設(shè)備。優(yōu)選地，電池容納設(shè)備與機動車的底板總成或者車架連接。優(yōu)選地，材料接合地、例如通過粘接或者焊接形成所述連接。 所述連接也可以通過連接部件，如螺栓或者鉚釘實現(xiàn)。優(yōu)選地，電池容納設(shè)備與機動車的足夠堅硬的部件連接。電池容納設(shè)備也可以與機動車的底板總成或者車架一體構(gòu)建。在機動車內(nèi)的電池容納設(shè)備的實際布置取決于空間情況，且取決于機動車以及電池容納設(shè)備的尺寸。優(yōu)選地，考慮機動車行駛的穩(wěn)定來設(shè)置機動車內(nèi)的電池容納設(shè)備。因此，優(yōu)選地，電池容納設(shè)備相對于機動車而盡可能深地被布置。例如，電池容納設(shè)備被布置在座位之間或者座位之下的目前通常機動車的傳動軸通道的區(qū)域中。有利地，以增強聚合物制造機動車的底板總成或者車架和/或電池容納設(shè)備。優(yōu)選地，聚合物被以纖維增強，特別優(yōu)選地，使用紡織纖維來增強聚合物。優(yōu)選地，電池容納設(shè)備與機動車的底板總成或者車架一體地構(gòu)建。有利地，機動車內(nèi)的電池容納設(shè)備被布置成電池容納設(shè)備的重心與機動車重心僅相互距離很近。這特別對于關(guān)于機動車的行駛方向的水平側(cè)距離有效。優(yōu)選地，機動車的重心至電池容納設(shè)備的重心的水平側(cè)距離短于機動車的長度的十分之一，優(yōu)選短于機動車的長度的百分之一。有利地，避讓區(qū)域被布置在機動車在發(fā)生事故時變形很小的區(qū)域中。只要電池容納設(shè)備相對于其水平延伸較低地被布置，避讓區(qū)域例如也可以被布置在后座之下或者后輪之間。避讓區(qū)域的實際布置取決于機動車的結(jié)構(gòu)類型和機動車的車身、底板總成或者車架的變形特性。有利地，機動車的空調(diào)裝置用于控制電池的溫度。為此，空調(diào)裝置與電池保持裝置有效地連接。優(yōu)選地，電池保持裝置具有熱接觸板，該熱接觸板至少部分地、優(yōu)選大面積地導(dǎo)熱接觸電池。例如，該熱接觸板具有散熱器，冷卻劑流過散熱器。例如，熱接觸板具有至少一個管路，空調(diào)裝置的冷卻劑至少短時間地流過該管路。優(yōu)選地，空調(diào)裝置與電池保持裝置的熱接觸板之間的連接通過柔性管路，例如軟管實現(xiàn)。取決于電池和空調(diào)裝置的冷卻劑之間的溫度差可以將熱能導(dǎo)入或者導(dǎo)出所述電池。有利地，電池容納設(shè)備以下述方式被驅(qū)動首先所述至少一個電池被電池保持裝置保持位置固定。在至少一個電池上的最小力出現(xiàn)時，電池保持裝置解除對電池的約束。電池此時不再保持位置固定，且可隨作用在其上的力而動。優(yōu)選地，引導(dǎo)所述至少一個電池的運動。優(yōu)選地，電池的運動被制動，例如因為摩擦力。在此，電池經(jīng)過預(yù)先確定的路徑。在移位之后，電池相對于電池容納空間再次靜止。此時，電池可以在電池保持裝置內(nèi)被轉(zhuǎn)移，或者電池保持裝置可以部分地或者完全脫離。電池也可以至少部分地在避讓區(qū)域中被移位。有利地，電池容納設(shè)備或者其所容納的電池也被機動車的車架或者底板總成所保護。在出現(xiàn)事故時，首先，產(chǎn)生影響的能量的一部分被機動車的車架或者底板總成吸收。僅其余部分可有害地影響電池容納設(shè)備或者其所容納的電池。


在下文中結(jié)合附圖描述本發(fā)明的其他優(yōu)點、特征和應(yīng)用可能。其中圖1為機動車與其車架以及根據(jù)本發(fā)明的電池容納設(shè)備的示意性俯視圖，圖2為具有電池容納設(shè)備的機動車的側(cè)視圖，圖3為具有電池容納設(shè)備和機動車底板總成的機動車的正視圖，圖4為根據(jù)本發(fā)明的電池容納設(shè)備的切面圖，圖5為根據(jù)本發(fā)明的電池容納設(shè)備的透視圖，圖6為一優(yōu)選實施方式中的根據(jù)本發(fā)明的電池容納設(shè)備的一部分的透視圖，圖7為在事故之后的具有根據(jù)本發(fā)明的電池容納設(shè)備的機動車的示意性俯視圖。
具體實施例方式圖1示出從上面看的機動車的車架21的示意圖，該機動車裝配有根據(jù)本發(fā)明的電池容納設(shè)備1。該機動車具有帶有兩個電動機22的電驅(qū)動設(shè)備。電池容納設(shè)備1被布置在機動車的車架21或者底板總成內(nèi)。在電池容納空間2內(nèi)布置有若干電池3以及變形體9。 電池容納設(shè)備1的主延伸方向大致平行于機動車的行駛方向或者縱軸線。避讓區(qū)域7配置到電池容納設(shè)備1。該避讓區(qū)域在行駛方向上被布置在電池容納設(shè)備1之后。電池容納設(shè)備1在車架21內(nèi)被布置成電池容納設(shè)備的重心至機動車的重心的水平距離盡可能的短。 此外，電池容納設(shè)備1在機動車內(nèi)部被盡可能深地布置。這有利于機動車的行駛穩(wěn)定性。圖2示出具有根據(jù)本發(fā)明的電池容納設(shè)備1的機動車的側(cè)視圖。壁4在前車的區(qū)域中具有可關(guān)閉的第一開口 5。在可關(guān)閉的開口 5打開之后，電池3可以裝入或者移除。避讓區(qū)域7在行駛方向上被布置在電池容納設(shè)備1之后。電池容納設(shè)備1在機動車內(nèi)部被盡可能深地布置。圖3示出具有根據(jù)本發(fā)明的電池容納設(shè)備1的機動車，電池容納設(shè)備與機動車的底板總成21連接。電池容納設(shè)備1的壁4和機動車的底板總成21具有紡織物增強的聚合物。在電池容納空間2內(nèi)布置至少一個電池3。未示出電池保持裝置。在該圖中，示出豎直的輔助線，輔助線延伸通過電池容納設(shè)備1的重心10和機動車的重心23。圖4示出通過根據(jù)本發(fā)明的電池容納設(shè)備1的截面。在電池容納空間2內(nèi)布置有至少一個電池3以及電池保持裝置6。該電池保持裝置6具有夾板，所述夾板既用于保持電池3又用于引導(dǎo)電池3的運動。夾板與電池保持裝置6螺紋固定。所述至少一個電池3通過法向力被保持在電池保持裝置6的基板上。一旦大于摩擦力，電池3可例如按照相應(yīng)的
7加速度移位。圖5示出了電池保持裝置6部分地延伸出電池容納空間2。電池容納空間基本上被壁4包圍。壁4具有可關(guān)閉的第一開口 5。未示出的是避讓區(qū)域7，電池保持裝置6部分地在其中延伸。在相應(yīng)地移位時，電池3通過出入口 8至少部分地進入未示出的避讓區(qū)域。圖6示出根據(jù)本發(fā)明的電池容納設(shè)備1的出入口 8的另一實施方式。出入口直到電池的移位時才出現(xiàn)。為此，壁4具有環(huán)形線或者環(huán)形帶形狀的預(yù)設(shè)斷口。該預(yù)設(shè)斷口在預(yù)先確定的條件下失去作用，特別是在作用于該預(yù)設(shè)斷口上的力足夠大時開啟出入口 8。圖7示出在發(fā)生事故之后的具有根據(jù)本發(fā)明的電池容納設(shè)備1的機動車。作為事故的后果，機動車的前車變形。因此，車架21也變形。其表示出由于該事故，電池容納設(shè)備 1的壁和變形體9都扭曲了。電池3中的一個通過移位部分地進入避讓區(qū)域7。剩余的電池也隨著該事故移位。通過移位降低了來自事故的力和能量對電池3的有害影響。電池3 的殼體未受損，避免了電池的化學劑泄露，且實現(xiàn)了本發(fā)明的目的。
權(quán)利要求
1.一種電池容納設(shè)備(1)，具有電池容納空間0)，至少部分地包圍所述電池容納空間(2)的壁0)，配置到所述壁的可關(guān)閉的第一開口(5)，以及用于保持至少一個電池(3)的電池保持裝置(6)，其特征在于，所述電池保持裝置(6)被設(shè)置為所述至少一個電池C3)在預(yù)先確定的條件下被解除約束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池容納設(shè)備(1)，其特征在于，所述電池保持裝置(6)至少部分地、特別是完全地被布置在所述電池容納空間O)中。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項所述的電池容納設(shè)備(1)，其特征在于，所述電池容納設(shè)備(1)配置有避讓區(qū)域(7)，該避讓區(qū)域至少部分地接納所述至少一個電池(3)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項所述的電池容納設(shè)備(1)，其特征在于，所述壁(4)還具有出入口(8)，所述出入口使得在預(yù)先確定的條件下所述至少一個電池能夠至少部分地退出所述電池容納空間。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項所述的電池容納設(shè)備(1)，其特征在于，所述電池容納空間(2)也用于容納變形體(9)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項所述的電池容納設(shè)備(1)，其特征在于，所述電池容納設(shè)備(1)基本上沿著主延伸方向延伸，且所述電池容納設(shè)備同時容納多個電池(3)，特別地所述多個電池沿著所述容納設(shè)備(1)的主延伸方向布置。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項所述的電池容納設(shè)備(1)，其特征在于，所述電池保持裝置(6)用于與所述至少一個電池(3)交換熱能。
8.具有根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項所述的電池容納設(shè)備(1)的機動車，其特征在于，所述電池容納設(shè)備(1)配置到所述機動車的底板總成。
9.具有根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項所述的電池容納設(shè)備(1)的機動車，其特征在于，所述電池容納設(shè)備(1)的壁(4)和/或所述機動車的底板總成具有增強聚合物。
10.具有根據(jù)前述權(quán)利要求中至少任一項所述的電池容納設(shè)備(1)的機動車，其特征在于，所述電池容納設(shè)備(1)的重心(10)與所述機動車的重心0 之間具有預(yù)先確定的距離。
11.具有根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的電池容納設(shè)備(1)的機動車，其特征在于， 所述電池容納設(shè)備(1)的主延伸方向被布置成基本平行于所述機動車的行駛方向。
12.具有根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項所述的電池容納設(shè)備(1)的機動車，其特征在于，所述避讓區(qū)域(7)布置在被保護的區(qū)域中，優(yōu)選在所述機動車的后部區(qū)域中，特別優(yōu)選在所述機動車的行李箱的區(qū)域中。
13.具有根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項所述的電池容納設(shè)備(1)的機動車，其特征在于，所述機動車具有空調(diào)裝置，該空調(diào)裝置與所述電池保持裝置(6)有效地連接，用于交換熱能。
14.用于操作根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項所述的電池容納設(shè)備(1)的方法，其特征在于，所述電池保持裝置(6)在預(yù)先確定的條件下解除對至少一個電池的約束， 然后所述至少一個電池(3)相應(yīng)于作用在其上的力，特別是在避讓空間的方向上運動，且所述至少一個電池(3)與所述電池容納空間(2)之間的相對速度在經(jīng)過預(yù)先確定的路徑之后再次降低。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電池容納設(shè)備，具有電池容納艙和至少部分地包圍電池容納艙的壁。電池容納設(shè)備還具有配置到所述壁的可關(guān)閉的第一開口。此外，電池容納設(shè)備具有電池保持裝置，其設(shè)置為用于保持至少一個電池。根據(jù)本發(fā)明的電池容納設(shè)備的特征在于，其電池保持設(shè)備被設(shè)置成在預(yù)先確定的條件下解除至少一個電池的約束。
文檔編號H01M2/10GK102307742SQ201080006684
公開日2012年1月4日 申請日期2010年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月4日
發(fā)明者安德列亞斯·古奇, 沃特·拉成梅爾, 蒂姆·謝弗 申請人:鋰電池科技有限公司