本公开涉及一种用于能用电驱动的机动车的电池储存装置和/或一种包括该电池储存装置的机动车。
背景技术:
1、混合动力车、插电式混合动力车、燃料电池车和电动车具有电池储存装置(或者说牵引储能装置),所述电池储存装置例如用于吸收回收能量和提供驱动能量。电池储存装置通常包括蓄电池形式的电池单元,例如锂离子电池,并且模块化地构造,其中,多个单个的电池单元在壳体之内串联和/或并联。
2、有必要尽可能鲁棒地支承电池单元,以便在车辆运行中尽可能安全地保护电池单元以防损坏。这在使用锂离子电池单元时尤为重要,因为这些电池单元大多包含易燃的电解质,所述电解质例如在车辆发生碰撞时可能被释放出来并被火花或电弧点燃。为此例如已知由钢制成的稳定板,所述稳定板引入在电池单元下方,以便在车辆运行期间在冲击和振动载荷时稳定电池单元并防止电池单元向下下垂。
3、此外,电池单元的损坏可能导致热失控(英语为:thermal runaway),在该热失控时,由于电池单元温度的快速上升,有缺陷的电池单元可能因过压而发生火灾或爆炸。可能的会导致热失控的损坏不仅包括碰撞载荷情况、而且包括例如在电池储存装置充电或放电时的短路或过大电流。
4、已知在壳体之内设置布置装置,以便在某电池单元失效、即在热失控之后能有针对性地导出气体并且从而使对其他电池单元造成的继发损害尽可能小。
5、该气体导出(这也称为热除气)例如通过如下方式实现,即,在稳定板中设有通道或者说孔,每个通道与一电池单元的一个除气开口相配,以便能实现对有缺陷的电池单元向下热除气。由此,热除气可以被导入壳体内部空间的与电池单元分开的区段中,并且在那里例如经由壳体的开口有针对性地排出。
6、然而,这种带有开口的稳定板的已知解决方案具有多个缺点。
7、通常用浇注物料、例如泡沫填充在电池单元之间或在电池单元与壳体之间的中间空间。在制造电池储存装置时,用泡沫填充在将电池单元和稳定板插入壳体中之后进行,从而必须设有填充间隙、即在电池单元和稳定板之间的间距,以便可以穿过稳定板的通道用泡沫填充壳体。这导致,用于电池单元的结构空间由于填充间隙而丧失并且电池单元的尺寸必须被确定得更小。因此,电池单元可储存的电能较少,这例如导致机动车的续航里程更短。
8、由于填充间隙,在电池单元的各自除气开口与稳定板的相配的通道之间也存在层厚度较大的泡沫。该较大的层厚度造成电池单元侧向爆裂或在电池单元的终端处除气的风险。
9、此外,在热失控时,电池单元的完整的电池单元底部可能发生松开(英语为:uncrimping)或其他脱落。脱落的电池单元底部可能楔紧在稳定板上或封闭稳定板的相配的通道,使得热除气穿过填充间隙被转移到相邻的电池单元。这可能导致相邻的电池单元严重发热并且例如导致短路。
技术实现思路
1、在这一现有技术的背景下,本公开的任务在于,给出一种相应适合于丰富现有技术的装置。
2、所述任务通过独立权利要求的特征解决。并列权利要求和从属权利要求的内容相应地是本公开的可选的进一步改进方案。
3、据此,所述任务通过一种用于能用电驱动的机动车的电池储存装置解决。
4、电池储存装置包括壳体,该壳体构成壳体内部空间。
5、电池储存装置包括稳定板,该稳定板布置在壳体内部空间中并将壳体内部空间分成除气区段和电池单元区段。稳定板具有通道。
6、电池储存装置包括多个电池单元,这些电池单元布置在电池单元区段之内并具有除气开口。除气开口分别构成在所述多个电池单元之中的一个电池单元的面向稳定板的侧上并且分别与(稳定板的)通道之一相配。
7、(稳定板)的通道包括至少一个多电池单元通道,该多电池单元通道与除气开口之中的多个除气开口相配。也可想到,通道包括多个多电池单元通道,这些多电池单元通道分别与除气开口之中的多个除气开口相配。
8、(机械的)稳定板(亦或孔板、支撑板)可用于稳定壳体和/或电池单元,例如在车辆运行期间受到冲击和/或振动载荷时。例如,稳定板可构成为壳体的中间壁。
9、可设有电池单元的除气开口,以便在压力升高(例如由于电池单元有缺陷)时排出(热)气体并且从而例如避免有缺陷的电池单元爆炸。
10、“相配”可以意味着:稳定板的通道将除气开口与除气区段流体连接。除气开口可以分别(可选地直接)布置在其中一个通道上方和/或与其中一个通道构成通路。
11、所述至少一个多电池单元通道可将其中所述多个除气开口(同时)与除气区段流体连接。其中所述多个除气开口可(可选地直接)布置在所述至少一个多电池单元通道上方和/或与所述至少一个多电池单元通道构成通路。换句话说,所述除气开口之中的多个除气开口可以“共用”一个多电池单元通道。
12、上述的电池储存装置提供一系列的优点。其中,在稳定板和电池单元之间的距离可以有利地被缩短或者甚至可以不设距离。通过稳定板的至少一个多电池单元通道与除气开口之中的多个除气开口相配,在所述多个电池单元之中的至少两个电池单元之间的至少一个中间空间可经由所述至少一个多电池单元通道接近。因此,在所述多个电池单元之间的中间空间和在所述多个电池单元与壳体之间的中间空间可以是能经由可接近的中间空间填充浇注物料的,只要这是希望的。
13、此外,由于距离减小,电池单元可以例如被确定成尺寸更大的并且从而可以储存更大量的电能,这例如使能由电池储存装置驱动的机动车的续航里程更长。
14、在稳定板与电池单元之间的较小的距离还能按有利的方式导致在除气开口与稳定板的通道之间的浇注物料的层厚度较薄,这导致除气阻力较小,由此可以降低有缺陷的电池单元侧向爆裂或在其终端处除气的风险。
15、此外,在热失控时在完整的电池单元底部松开或按其他方式脱落的情况下,按有利的方式降低电池单元底部在稳定板上楔紧并封闭其中一个通道的风险。
16、下文将详细说明上述装置的可能的进一步改进方案。
17、所述至少一个多电池单元通道可以具有三角形、梯形或六边形形状。按有利的方式,这些形状能特别简单地引入稳定板中,以构成扩大的通道。替代地也可设想所有其他形状,只要所述至少一个多电池单元通道可以与所述除气开口之中的多个除气开口相配。
18、所述至少一个多电池单元通道可以具有三角形形状,其中,所述至少一个多电池单元通道可以(分别)与除气开口之中的三个除气开口相配。
19、所述至少一个多单元通道可具有梯形形状,其中,所述至少一个多电池单元通道可(分别)与除气开口之中的四个除气开口相配。
20、所述至少一个多电池单元通道可具有六边形形状,其中,所述至少一个多电池单元通道可(分别)与除气开口之中的七个除气开口相配。
21、所述多个电池单元分组成并联的电池单元的多个组,这些电池单元可以可选地处于相同的壳体电势。所述至少一个多电池单元通道可与其中一组的除气开口相配。有利地,在电池单元热失控的情况下,因为不存在电势差,不因能导电的除气颗粒通过相邻的电池单元发生短路。
22、所述多个电池单元可以贴靠在稳定板上,例如平放在稳定板上。也可想到,所述多个电池单元可以与稳定板间隔开距离地布置。
23、稳定板可以由至少一种电绝缘材料构成。稳定板可以由至少一种塑料构成,例如玻璃纤维增强塑料(简称gfk)、聚丙烯(简称pp)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称pet)、聚乙烯(简称pe)、碳纤维增强塑料(简称cfk)和/或芳纶。
24、稳定板可通过带有至少一个绝缘层和/或贴靠的绝缘板的金属板构成。
25、所述多个电池单元可实施成圆形电池单元。所述多个电池单元可在电池单元区段中彼此间隔开距离地布置。
26、所述稳定板的通道、在所述多个电池单元之间的中间空间和在所述多个电池单元和壳体之间的中间空间可以至少局部、可选地完全地用浇注物料、例如泡沫填充。浇注物料可用于从机械上稳定电池储存装置和/或在壳体之内的所述多个电池单元。浇注物料可以是电绝缘和/或能导热的,或者在所述多个电池单元之中的一个电池单元发生热失控的情况下为电池单元提供改善的保护。
27、所述稳定板和所述多个电池单元可以至少局部地、可选地完全地布置在绝缘物料中(和/或被绝缘物料包裹)。绝缘物料可以是泡沫系统,该泡沫系统例如包括聚氨酯。
28、所述除气开口可分别由一个破裂膜封闭。例如,除气开口也可以被称为通风口。
29、所述壳体可具有由破裂膜封闭的开口,该开口可以构成为邻接于除气区段。因此,在热失控时,气体可以被有利地向外排出。
30、换句话说并且参照本公开的可能的具体的实施方案,上述内容可如下所描述地总结,以下描述应被解释为不限制本公开。
31、根据本公开可以将更大的通道或者说孔引入稳定板(或者说支撑板)中,例如以三角形、棱形(或菱形和/或平行四边形)或六边形的形状,其中多个电池单元“共用”一个孔。
32、稳定板可以由绝缘材料(gfk、pp、pet、pe、cfk、凯夫拉、......)或由带有绝缘层或施加的绝缘板的金属板构成。
33、由于更大的通道或者说孔,在稳定板(可选地绝缘的稳定板)与电池单元之间不必需要距离,只要在稳定板中的孔被较大地切出并覆盖多个电池单元。可以将泡沫直接引入或者说填充到电池单元中间空间中。因此可以在高度方向上获得结构空间并由此在电池储存装置中实现更高的能量含量。
34、在各自通风口(或者说除气开口)处的泡沫的较小的层厚度可导致较低的除气阻力并且从而导致没有或者有较小的电池单元侧向爆裂或在电池单元终端处除气的风险。
35、同时,泡沫的层厚度继续地可以选择得足够厚,以确保对相邻电池单元的良好保护。
36、在热失控时在完整的电池单元底部松开或按其他方式脱落的情况下,较大的孔可导致没有或降低电池单元底部在稳定板上楔紧的风险,从而能实现受控的热除气,例如向下。
37、例如,在较大的通道中可以将总是并联的处于相同的壳体电势的电池单元分成组。如果在这种情况下在除气时相邻电池单元被释放,则由于不存在电势差,能导电的除气颗粒不造成短路。对于在稳定板的下一个通道中串联的相邻电池单元,可进一步降低短路风险,因为通道的周围边缘部稳定了泡沫保护层。
38、此外,还提供了一种包括上述电池储存装置的机动车。
39、机动车可以是乘用车、尤其是汽车,或者是商用车、例如货车。
40、机动车能借助电池储存装置用电驱动(和/或行驶)。
41、上述关于电池储存装置的描述类似地也适用于机动车,并且反之亦然。