用于将具有多个电池模块的高压蓄存器布置在机动车的承载结构上的方法以及高压蓄存器布置结构与流程

1.本发明涉及根据独立权利要求的前序部分的用于将具有多个电池模块的高压蓄存器布置在机动车的承载结构上的方法以及高压蓄存器在机动车处的高压蓄存器布置结构。


背景技术：

2.由wo2019/091643a1已知一种将高压蓄存器集成到机动车的承载结构中的方法。该高压蓄存器包括至少一个蓄存模块。在该方法中，提供壳体部件，该壳体部件具有基板和围绕基板的框架形边缘。所述至少一个蓄存模块被布置在壳体部件和/或承载结构上。壳体部件的边缘被布置在由承载结构的承载件形成的框架结构下方和框架结构上。此外，在所述方法中还规定，壳体部件在构造用于所述至少一个蓄存模块的蓄存器壳体的情况下固定在承载结构处。在此，蓄存器壳体的内部空间通过承载结构的在机动车的乘客舱方向上覆盖框架结构的底部部件、壳体部件和框架结构限界。


技术实现要素：

3.本发明的任务是提供一种用于将具有多个电池模块的高压蓄存器布置在机动车的承载结构上的方法以及高压蓄存器在机动车处的高压蓄存器布置结构，所述方法和所述高压蓄存器布置结构实现高压蓄存器与机动车的特别有利的流体连接和/或电连接。
4.根据本发明，所述任务通过具有独立权利要求的特征的用于将具有多个电池模块的高压蓄存器布置在机动车的承载结构上的方法以及高压蓄存器在机动车处的高压蓄存器布置结构来解决。本发明的有利实施方案是从属权利要求和说明书的技术方案。
5.本发明的第一方面涉及一种用于将具有多个电池模块的高压蓄存器布置在机动车的承载结构上的方法，在所述方法中，将所述电池模块布置和固定在基板上。在此，每个电池模块可以包括至少一个、尤其是多个电池单体。此外，在所述方法中规定，将所述基板固定在所述机动车的承载结构的底部板上，从而所述基板和所述底部板提供蓄存器壳体。承载结构尤其是机动车的车身。蓄存器壳体限界蓄存器内部空间，在所述蓄存器内部空间中容纳所述电池模块。因此，高压蓄存器是一种所谓的无壳体高压蓄存器，其中，蓄存器内部空间通过基板和承载结构的底部板限界。因此，承载结构的底部板至少局部地为高压蓄存器提供壳体，从而可以省去高压蓄存器的传统的单独的壳体。
6.在所述方法中根据本发明规定，将至少一个连接区与所述承载结构机械连接。在此，所述连接区能实现高压蓄存器与所述机动车的电连接和/或流体连接。所述至少一个连接区可以通过连接区与承载结构的机械连接而特别可靠地保持在框架结构上。连接区可以具有一个或多个机械接口，通过这些机械接口，高压蓄存器的电连接线路和/或流体管路可以与机动车的电连接线路或流体管路连接。因此，可以通过连接区的至少一个电接口提供高压蓄存器与机动车的电连接，通过该电连接可以在高压蓄存器和机动车之间交换电能
和/或信息。可以通过所述至少一个连接区的至少一个流体接口提供高压蓄存器与机动车之间的流体连接，例如通过该流体连接，可以在高压蓄存器和机动车之间交换冷却流体，由此高压蓄存器可以连接到机动车的冷却回路上。在该方法中，尤其是规定，通过所述至少一个连接区提供高压蓄存器与机动车的所有电连接和/或流体连接。因此，所述至少一个连接区实现高压蓄存器与机动车的特别简单的电接触和/或流体接触。
7.在本发明的另一个实施方案中表明为有利的是，将所述至少一个连接区在所述承载结构的背离所述蓄存器内部空间的外侧处安放到所述承载结构上并且局部地穿过所述承载结构的穿通开口插塞到所述蓄存器内部空间中。高压蓄存器、尤其是高压蓄存器的电池模块中的至少一个电池模块可以通过连接区的局部插入蓄存器内部空间中的区域与所述至少一个连接区接触。因此，所述至少一个连接区至少基本上布置在蓄存器内部空间之外并且仅局部伸入到蓄存器内部空间中。因此，所述至少一个连接区至少局部通过承载结构由布置在蓄存器内部空间中的电池模块限界。在该方法中，尤其是规定，所述至少一个连接区相对于承载结构的外侧密封。由此，可以确保蓄存器内部空间的流体密封的限界。所述至少一个连接区在承载结构上的外侧的布置实现了基板和所述至少一个连接区在承载结构上的单独的固定。
8.在本发明的另一个替代实施方案中表明为有利的是，将所述至少一个连接区与所述基板一起引导接近所述承载结构并且在所述承载结构的面向所述蓄存器内部空间的内侧处安放到所述承载结构上并且固定在所述承载结构上。在此，所述至少一个连接区可以预装配在基板上或在高压蓄存器的至少一个电池模块上。这种方法实现了：蓄存器内部空间的限界以及在高压蓄存器和机动车之间的电接触和/或流体接触能够以特别少的工作步骤执行，从而高压蓄存器可以特别快速地装配在机动车上。在由这种方法产生的布置结构中，所述至少一个连接区与多个电池模块共同地完全布置在蓄存器内部空间内。因此，连接区可以受到基板和底部板的保护而免受损坏。由此，可实现所述至少一个电池模块或高压蓄存器与所述至少一个连接区的特别安全的连接。
9.在这种情况下被证明是特别有利的是，使所述至少一个连接区相对于所述承载结构的内侧密封。尤其是，所述至少一个连接区的车辆侧的外侧可以相对于连接区的电池侧的外侧进行密封，由此可以通过密封确保蓄存器内部空间的密封包围。通过密封蓄存器内部空间，可以确保在高压蓄存器与高压蓄存器的周围环境、尤其是机动车之间的流体连接仅通过所述至少一个连接区提供。通过密封所述至少一个连接区，可以至少基本上阻止液体从蓄存器内部空间泄漏或污染物渗透到蓄存器内部空间中。
10.此外，被证明是有利的是，将所述至少一个连接区在所述基板接近所述承载结构时围绕所述承载结构的突出部引导，至少局部地引入到所述承载结构的由所述突出部局部限界的空隙中并且在所述空隙中固定在承载结构的面向蓄存器内部空间的内侧处。在这种在空隙中的至少局部的布置的情况下，所述至少一个连接区可以借助承载结构保护以免受到损伤。为了能够将所述至少一个连接区引入到空隙中，所述至少一个连接区可围绕至少局部限界空隙的突出部引导。为了在基板接近承载结构时使所述至少一个连接区能够围绕突出部引导，所述至少一个连接区可以相对于基板能运动地保持在基板上。当基板接近承载结构时，所述至少一个连接区可被偏转，以使所述至少一个连接区能够围绕突出部引导。一旦所述至少一个连接区在基板接近承载结构的接近方向上完全运动经过突出部，则可以
使所述至少一个连接区运动进入到承载结构的由突出部局部限界的空隙中，以在空隙中固定在承载结构的内侧处。
11.在本发明的另一个实施方案中表明为有利的是，所述承载结构的内侧沿所述至少一个连接区的固定方向在所述内侧处提供侧凹，将所述至少一个连接区至少局部布置在所述侧凹中。在此，固定方向是斜向的，尤其是垂直于基板接近承载结构的接近方向。通过侧凹可确保紧固在承载结构上的连接区被保持在承载结构上，其方式为，通过侧凹限制所述至少一个连接区相对于承载结构沿着固定方向在第一方向上的运动以及通过承载结构限制沿着固定方向在与第一方向相反的第二方向上的运动。借助侧凹，因此除了所述至少一个连接区与承载结构的机械连接外，还可以确保所述至少一个连接区沿着固定方向在承载结构上的保持。
12.在本发明的另一个实施方案中表明为有利的是，将两个连接区与所述承载结构连接，通过所述两个连接区能够将所述高压蓄存器与所述机动车电连接和/或流体连接，其中，将第一连接区与所述承载结构的沿车辆纵向方向向前限界所述蓄存器内部空间的前部区域机械连接，并且将第二连接区与所述承载结构的沿车辆纵向方向向后限界所述蓄存器内部空间的后部区域机械连接。由此，高压蓄存器能以特别有利的方式通过承载结构的前部区域与机动车的车前区域连接并通过承载结构的后部区域与机动车的车尾区域连接。在机动车的车前区域和车尾区域中，高压蓄存器可以通过相应的连接区与驱动机动车车轮的相应的电动机进行电连接，从而可以通过连接区为电动机提供蓄存在高压蓄存器中的电能。由此，机动车或高压蓄存器中的线路可以保持特别短，因为连接区由于其布置在承载结构的前部区域和/或后部区域中而特别靠近相应的针对电能的耗电器布置。
13.本发明的另一个方面涉及一种高压蓄存器在机动车处的高压蓄存器布置结构，所述高压蓄存器布置结构具有多个布置和固定在基板上的电池模块并且具有所述机动车的承载结构的底部板。所述基板固定在承载结构的底部板上，从而所述基板和所述底部板提供限界蓄存器内部空间的蓄存器壳体，在所述蓄存器内部空间中能够容纳所述电池模块。因此，底部板和基板共同包围高压蓄存器的电池模块，其中，可以省去用于高压蓄存器的单独的蓄存器壳体。由此，高压蓄存器构造成重量特别低的。为了能够以特别简单和安全的方式将高压蓄存器与机动车进行电连接和/或流体连接，根据本发明规定，高压蓄存器布置结构的至少一个连接区与所述承载结构机械连接，通过所述至少一个连接区能够将高压蓄存器与所述机动车电连接和/或流体连接。高压蓄存器与机动车的所有电连接和/或流体连接都可以通过所述至少一个连接区提供。通过所述至少一个连接区，高压蓄存器与机动车的所有接口可以布置得彼此特别近，从而使高压蓄存器可以特别容易地且因此特别快速地与机动车进行电接触和/或流体接触。
14.在这种情况下证明为特别有利的是，所述至少一个连接区与所述承载结构螺纹连接。这意味着，设置有至少一个螺丝连接部，通过所述螺丝连接部，所述至少一个连接区被保持在承载结构上。螺钉连接部实现所述至少一个连接区与承载结构的特别简单、低成本和可快速建立的可靠连接。
15.在本发明的扩展方案中表明为特别有利的是，所述至少一个连接区相对于所述基板能运动地保持在所述基板上。在此，所述至少一个连接区尤其是预装配在基板处，并可与基板共同地在接近方向上向着底部板运动。所述至少一个连接区在基板上的可运动的布置
使所述至少一个连接区在基板接近底部板时能避开承载结构的至少一个区域，尤其是能围绕承载结构的一个突出部引导。因此，所述至少一个连接区在基板上的可运动的布置一方面使得高压蓄存器的组装由于预装配而特别简单，另一方面使得高压蓄存器与机动车的接触特别简单，即使承载结构的几何结构具有至少一个突出部。
16.优选的是，连接区在一个步骤中——尤其是通过流体密封连接——被装配或至少预装配在承载结构上。然后在随后一个步骤中，将基板装配或至少预装配在承载结构上，尤其是通过流体密封连接装配或至少预装配在承载结构上。在连接区和高压蓄存器的相应部件之间的电连接和/或流体连接优选只有在将基板装配或预装配在承载结构上的步骤之后进行，如果必要的话，可以借助高压蓄存器的维护和修理通道进行。维护和修理通道可以例如利用维护翻盖——尤其是以流体密封的方式——封闭。
17.根据本发明的方法的优点和有利的扩展方案将被视为根据本发明的高压蓄存器的优点和有利的扩展方案，反之亦然。
18.本发明的进其他特征可以从权利要求书、附图和附图说明中得出。上面在说明书中提到的特征和特征组合以及下面在附图说明中提到的特征和特征组合和/或在图中单独显示的特征和特征组合不仅能以分别给出的组合使用，而且能以其他组合使用或单独使用。
附图说明
19.现在借助一个优选的实施例并参考附图更详细地解释本发明。附图中：
20.图1示出带有高压蓄存器的机动车的示意性透视图，通过该高压蓄存器可以为机动车的电驱动装置提供电能，其中，该高压蓄存器被布置在机动车的底部区域中；
21.图2示出带有高压蓄存器和两个连接区的机动车的底部区域的示意性俯视图，该高压蓄存器具有多个电池模块，通过这些连接区，高压蓄存器可以与机动车进行电连接和/或流体连接；
22.图3示出带有高压蓄存器的机动车的示意性侧视图，其中可以看出，前部的连接区将高压蓄存器的沿车辆纵向方向前方的端部与机动车的车前区域连接，后部的连接区将高压蓄存器的沿车辆纵向方向后方的端部与机动车的车尾区域连接；
23.图4a至图4b示出第一变型方案中的前部的连接区和后部的连接区在机动车的承载结构上的相应的连接结构的示意性剖视图；
24.图5a至图5b示出第二变型方案中的前部的连接区和后部的连接区在机动车的承载结构上的相应的连接结构的示意性剖视图；
25.图6a至图6b示出第三变型方案中的前部的连接区和后部的连接区在机动车的承载结构上的相应的连接结构的示意性剖视图；以及
26.图7a至图7b示出第四变型方案中的前部的连接区和后部的连接区在机动车的承载结构上的相应的连接结构的示意性剖视图。
具体实施方式
27.功能相同的元件在图中设有相同的附图标记。
28.在图1中示出带有模块化底部组件的机动车1，其中，模块化底部组件包括集成在
车身处的高压蓄存器2。高压蓄存器2包括基板3，在底部板上布置有多个电池模块4。每个电池模块4包括至少一个电池单体，尤其是多个电池单体，在所述电池单体中可以蓄存电能。如图1中所看出的，高压蓄存器2的电池模块4可以布置在机动车1的底部区域中并且通过相应的连接区5与机动车1接触。在图2中，可以特别清楚地看出，高压蓄存器2的电池模块4通过相应的电连接线路6与连接区5连接。连接区5分别提供至少一个电接口和/或流体接口，通过所述电接口和/或流体接口，高压蓄存器2可以与机动车1电连接和/或流体连接。为此，相应的连接区5的所述至少一个电接口可与电连接线路6以及与机动车1的电线路进行电连接。电池模块4通过机动车1的承载结构8的底部板7保持在机动车1上。承载结构8当前是机动车1的车身。在图3中，可以特别清楚地看出，高压蓄存器2是集成在车身处的高压蓄存器2，在该集成在车身处的高压蓄存器的情况下没有设置单独的高压蓄存器壳体。高压蓄存器2的蓄存器壳体由基板3和机动车1的承载结构8的底部板7提供，所述蓄存器壳体限界蓄存器内部空间9，在该蓄存器内部空间中容纳电池模块4。
29.为了将高压蓄存器2布置在机动车1处，因此将电池模块4预装配在基板3上并且将基板3与电池模块4一起接近承载结构8的底部板7。然后，将基板3固定在承载结构8的底部板7处，从而基板3和底部板7限界蓄存器内部空间9。为了能够将高压蓄存器2与机动车1电连接和/或流体连接，设置至少一个连接区5，通过该连接区可以将高压蓄存器2与机动车1电连接和/或流体连接，其方式为，将连接区5与机动车1的承载结构8机械地连接，并且此外将连接区5不仅与高压蓄存器2而且与机动车1流体连接和/或电连接。当前，设置有正好两个连接区5，更确切地说前部的连接区5和后部的连接区5。前部的连接区5布置在高压蓄存器2的沿着机动车1的车辆纵向方向x布置在前部的边缘处。后部的连接区5布置在高压蓄存器2的沿着机动车1的车辆纵向方向x位于后部的边缘处。
30.在图4a至图7b中分别示出连接区5在机动车1的承载结构8处的不同布置结构。图4a、图5a、图6a和图7a分别示出前部的连接区5的连接结构的变型方案。图4b、图5b、图6b和图7b分别示出后部的连接区5的连接结构的变型方案。前部的连接区5的图4a至图7a中所示的相应的连接结构可以与后部的连接区5的图4b至图7b中所示的相应的布置结构任意组合。当前，每个连接区5通过机械连接部、当前通过多个螺纹连接部10和/或通过形锁合和/或材料锁合与承载结构8连接。当前，图4a中所示的前部的连接区5具有流体接口，通过该流体接口，前部的连接区5可与高压蓄存器2的流体管路11连接。通过流体管路11和前部的连接区5的流体接口，高压蓄存器2可以与机动车1流体耦合。当前，高压蓄存器2可以通过连接区5的流体接口与机动车1的冷却回路流体连接。替代于或附加于流体接口在前部的连接区5处的布置结构，可以在后部的连接区5处布置有流体接口。在连接区5的布置结构的图4a和4b中所示的相应变型方案中，连接区5安放在承载结构8的背离蓄存器内部空间9的外侧12处并且在该外侧12处螺纹连接。为了可以使蓄存器内部空间9保持密封，相应的连接区5借助密封元件13相对于承载结构8的外侧12密封。为了能够将连接区5与高压蓄存器2电接触和/或流体接触，图4a和5b中所示的变型方案中的连接区5局部地穿过承载结构8的穿通开口14插入到高压蓄存器2的蓄存器内部空间9中。连接区5的布置在蓄存器内部空间9中的区域至少包括电接口和/或流体接口，通过所述电接口和/或流体接口，相应的连接区5能够与高压蓄存器2电接触和/或流体接触。为了电连接和/或流体连接，在该变型方案中的连接区5因此被安放到承载结构8的外侧12上，局部地插塞穿过承载结构8中的穿通开口14，并且在
高压蓄存器2的蓄存器内部空间9中进行电接触和/或流体接触。
31.在连接区5在承载结构8处的连接结构的图5a至图7b中所示的变型方案中，相应的连接区5在面向蓄存器内部空间9的内侧15处与机动车1的承载结构8接触，并且固定在该内侧15处。在此，相应的连接区5可以通过相应的螺纹连接部10(如图6a至图7b中所示)与承载结构8机械连接或(如图5a和图5b中所示的变型方案)通过形锁合和/或材料锁合与承载结构8的内侧15进行机械连接。在此，连接区5通过至少一个密封元件13相对于承载结构8的内侧15密封，从而蓄存器内部空间9密封地封闭。通过承载结构8的穿通开口14，相应的连接区5可以与机动车1进行电接触和/或流体接触。如图5a和图5b中所示，承载结构8可以提供空隙16，在所述空隙之内，连接区5可以固定在承载结构8的内侧15处。空隙16至少局部地由承载结构8的突出部17限界。
32.当将基板3布置在承载结构8的底部板7处时，在连接区5通过电连接线路6和/或流体管路11预装配的状态下，可将相应的连接区5围绕相应的突出部17引导，以便随后可以布置在空隙16中。为了在基板3接近底部板7时使得相应的连接区5能够围绕突出部17引导，在图5a和图5b中所示的变型方案中连接区5相对于基板3可运动地至少间接地保持在基板3处。这意味着，所述至少一个连接区5能够倾斜于接近方向偏转(基板3能够沿着所述接近方向接近底部板7)，以便可以围绕突出部17引导相应的连接区5，并且然后可以使相应的连接区至少局部地运动进入到承载结构8的空隙16中，从而相应的连接区5可以在空隙16中固定在承载结构8的内侧15处。
33.在连接区5在承载结构8处的布置结构的图6a中所示的变型方案中，承载结构提供侧凹18，相配设的连接区5可以至少局部地布置在该侧凹中。经由侧凹18，在将相应的连接区5机械固定在承载结构8的内侧15处之后(经由该机械固定，连接区5可相对于承载结构8沿车辆竖直方向z固定)，连接区5可以相对于支撑机构8沿着车辆纵向方向x固定。借助承载结构8的侧凹18，连接区5因此可以相对于承载结构8沿着车辆纵向方向x在一个方向上固定并且经由止挡在承载结构8上在相反方向上固定。由此，连接区5可以相对于承载结构8特别可靠地定位并且可以固定在承载结构8处。
34.如图6b中可以看出的，承载结构8可以沿着车辆竖直方向z向上完全遮盖相配设的连接区5，从而连接区5可以通过承载结构8特别安全地保护以免受到危险源影响，所述危险源将引起沿着车辆竖直方向z从上方施加到连接区5上的力作用。
35.在图7a和图7b中示出承载结构8的重量特别低的实施方案，其中，在图7b和图7a中所示的连接区5在承载结构8处的布置结构的变型方案中，连接区5在承载结构8的相应的面向蓄存器内部空间9的内侧15处布置和机械紧固。
36.总的来说，本发明说明了：如何可以在集成在车身处的高压蓄存器2的情况下提供连接区5的装配和接触。
37.附图标记列表
38.1机动车
39.2高压蓄存器
40.3基板
41.4电池模块
42.5连接区
43.6电连接线路
44.7底部板
45.8承载结构
46.9蓄存器内部空间
47.10螺纹连接部
48.11流体连接管路
49.12外侧
50.13密封元件
51.14开口
52.15内侧
53.16空隙
54.17突出部
55.18侧凹
56.x车辆纵向方向
57.z车辆竖直方向