[发明专利]电池结构和保护器

说明书

本发明涉及一种用于电动车辆的电池结构(1)。电池结构(1)包括用于至少一个电池模块(3)的电池壳体(2)和保护器(4)，保护器(4)包括顶部带(5)、底部带(6)以及布置在顶部带(5)和底部带(6)之间并互连顶部带(5)和底部带(6)的芯体(7)。顶部带(5)具有波状横截面。

技术领域

本发明涉及用于电动车辆的电池结构和用于电池组的保护器。

背景技术

DE102015101096A1以Porsche AG的名义于2016年7月首次公开。该申请涉及电池结构。电池设备包括位于底部板和地面之间的车身下部电池。可以预见至少一个变形区域是为了避免对车身下部电池不必要的损坏。因此变形区域位于电池设备下方。底部板可向上变形。

WO15077000A1以Atieva Inc.的名义于2015年5月首次公开。该申请涉及一种电池组安装在汽车下方的与电动车辆一起使用的电池组保护系统。该系统利用位于每个电池的下部表面和下部电池组外壳面板之间的多个可变形冷却导管。在导管和下部外壳面板之间置入热绝缘体。可以包括置于冷却导管和热绝缘体之间的导热材料层并且导热材料层与每个冷却导管的下部表面接触。冷却导管配置成当诸如道路杂物的物体撞击下部电池组外壳面板的下部表面时变形并吸收冲击能量。通过在电池组的底部表面下单独定位弹道护罩或将可压缩材料层和弹道护罩一起定位可以实现进一步保护。

FR2977554A以Fior Concept的名义于2013年1月首次公开。该申请涉及一种具有框架的车辆，该框架包括形成板的蜂窝状结构。上部板的表面刚性地连接到该板的上部表面。底部板的表面刚性地连接到该板的下部表面。阻力结构突出于车轮凹口上方，并通过完整且刚性的连接件与凹口附接。外部阻力带通过完整且刚性的连接件与板的外周附接，并且外部阻力带被部分地放置在车轮的通道结构之间。

发明内容

从现有技术中已知用于保护车辆地板中布置的电池组的部件，该部件通常通过在相对较大的变形路径上的塑性变形吸收所产生的能量。现有技术中已知的保护器要么由金属制成，要么由复合材料制成，并且不适合于吸收高精确冲击负载。

从现有技术中已知系统的一个缺点是，在防钻撞保护和要保护的部件之间的大量空间作为完成要求-即耗尽引入的能量而不向要保护的部件引入显著的力-的结构被占用。取决于车辆的类型，这可能对至少一个以下参数产生显著影响：离地间隙、进入高度、车头间隙、车辆高度、横截面积。

因此，本发明的目的是提供一种用于电池结构的改进的保护器，该改进的保护器提供用于保护电动车辆的底板中的电池结构的更好性能，即高局部应力，该局部应力例如由于沉浸式交通护柱的冲击引起。本发明的另一目的是提供一种保护器，该保护器更轻并且在高度方向上需要较小的空间以通过弹性和/或塑性变形消耗所产生的能量。

根据本发明的保护器有助于防止布置在电动汽车的底板中的至少一个电池模块的损坏。保护器通常包括顶部带和底部带以及布置在顶部带和底部带之间并将顶部带和底部带互连的芯体。优选地，顶部带在至少一个方向上具有波形。取决于应用领域，波形可以在两个方向上延伸，从一个梁到另一个梁形成拱形，从而有效地接收和分布高局部负载，这在下文更详细地描述。根据本发明的保护器通过弹性变形和/或塑性变形的组合提供产生的能量到结构中的优化分布。顶部带和底部带以及布置在顶部带和底部带之间的芯体优选地由以下材料的组中的至少一种制成：铝、钢、纤维增强复合材料、热塑性材料。

在优选的变型中，顶部带由铝和/或钢和/或包括短纤维的热塑性材料制成，而底部带优选地由包括连续纤维的纤维增强复合材料制成。芯体优选地由蜂窝体和/或泡沫制成。取决于应用领域，可使用其他组合。

优化结构的优选参数选择是：波浪的横截面的形状、波浪的形状(曲率)、芯体材料、腔室高度、壁厚度、带材料。