用于具有颗粒保护和热保护的电池壳体的壳体盖、电池壳体、牵引电池以及机动车的制作方法

1.本发明涉及一种用于能电动驱动的机动车的牵引电池的电池壳体的壳体盖，其用于套装到电池壳体的壳体下部上。所述壳体盖具有覆盖层，以用于封闭该电池壳体的接收至少一个电池单体的壳体内部空间。本发明还涉及一种电池壳体、一种牵引电池以及一种能电动驱动的机动车。


背景技术：

2.在当前情况中关注用于能电动驱动的机动车(即混合动力车辆或电动车辆)的牵引电池。这种牵引电池通常具有多个相互连接的电池模块，这些电池模块设置在电池壳体的壳体内部空间中。电池模块的多个电池单体通常分别具有一个排气元件，以便能够使在热事件中(例如在单体内部短路时)在电池单体的单体壳体中产生的热气体从单体壳体中逸出。这也被称为紧急排气。电池壳体的壳体盖直接经受这种热气体，该壳体盖通常与电池单体的排气元件重叠地设置。因为通过这种热气体将热量输送到壳体内部空间中，所以壳体盖经受高的热负荷。为了防止壳体盖失效并且因此保证对机动车的车辆乘员的保护，壳体盖通常以高的材料强度构造。然而，这导致了牵引电池的重量大、结构空间需求大以及材料成本高。


技术实现要素：

3.本发明的任务是，特别可靠地且相对于牵引电池的电池单体的紧急排气稳固地并且同时特别节省成本和重量地构造用于能电动驱动的机动车的牵引电池。
4.根据本发明，所述任务通过具有根据相应的独立权利要求的特征的一种壳体盖、一种电池壳体、一种牵引电池以及一种机动车来解决。本发明的有利的实施方式是从属权利要求、说明书以及附图的主题。
5.根据本发明的用于能电动驱动的机动车的牵引电池的电池壳体的壳体盖用于套装到电池壳体的壳体下部上。所述壳体盖具有用于封闭、尤其是用于密封电池壳体的壳体内部空间的覆盖层。所述壳体内部空间构造用于接收至少一个电池单体。此外，所述壳体盖具有至少局部地与覆盖层重叠的保护层，用于承受由在所述至少一个电池单体的紧急排气时对壳体盖的热加载所引起的热负荷。所述保护层在连接区域中与覆盖层机械连接并且在保护区域中在构成设置用于在保护层与覆盖层之间提高传热阻力的间隙的情况下与覆盖层间隔开地设置。
6.此外，本发明涉及一种用于能电动驱动的机动车的牵引电池的电池壳体，该电池壳体具有壳体下部和根据本发明的壳体盖。所述覆盖层具有朝向电池壳体的周围环境的上侧和朝向壳体内部空间的下侧，所述保护层设置在该下侧上。根据本发明的用于能电动驱动的机动车的牵引电池具有多个电池单体和根据本发明的电池壳体，其中，所述电池单体设置在所述电池壳体的壳体内部空间中。
7.可重复充电的牵引电池或牵引蓄电池尤其是具有至少48v、尤其是至少60v的电压势的储能器并且用于给机动车的电驱动机供应电能。所述电池单体例如可以是圆形单体、袋式单体或棱柱形单体。所述电池单体例如连接成电池模块，其中，所述牵引电池可以具有多个相互连接的电池模块。这些电池模块设置在电池壳体的壳体内部空间中。电池单体的单体壳体可以分别具有一个排气元件(例如破裂膜片)，其设计用于允许电池单体的紧急排气。在紧急排气时，由于电池单体的热事件在单体壳体中产生的热气体从单体壳体释放以用于减小内部压力。这种热事件例如可以是电池单体内部的短路或电池单体的过热。在此，通过热气体将热量从电池单体的单体壳体输送到电池壳体的壳体内部空间中。
8.电池壳体具有多个壳体壁。在此，壳体盖尤其是可理解为与多个电池单体的排气元件重叠地设置并且因此位于排气的电池单体的热气体的流动路径中的那个壳体壁。例如，以壳体底部和壳体侧壁形式的壳体壁可以形成盆状的壳体下部，该壳体下部可以被壳体盖覆盖。壳体盖因此经受热气体并且因此在至少一个电池单体紧急排气时局部地被加载以热。
9.现在为了防止在故障情况中经受热气体的壳体盖由于局部的热量输入而机械地失效并且因此被损坏，壳体盖至少局部地多层地构造。壳体盖具有覆盖层，该覆盖层可套装到壳体下部上并且完全覆盖、尤其是也密封壳体内部空间。因此，覆盖层存在于壳体盖的整个面上，其中，壳体盖的朝向环境的上侧和壳体下部件的朝向环境的外侧构成电池壳体的朝向环境的外表面。覆盖层尤其是由第一板材种类(例如铝)制成的板材。覆盖层确保电池壳体的密封性和防腐蚀保护。然而，覆盖层具有相对低的熔点，使得该覆盖层在加载热气体时可能失效。
10.为了构造相对于热负荷而言机械稳定的壳体盖，该壳体盖具有保护层，该保护层确保壳体盖的热保护。该保护层至少局部地设置在覆盖层的下侧上。保护层尤其也是由与覆盖层不同的材料制成的、例如由其它板材种类制成的板材。因此，壳体盖构造为由不同的板材种类构成的复合盖。尤其是，保护层具有比覆盖层更高的熔点。例如，保护层由钢构成。在此，保护层可以在覆盖层的下侧的整个面上延伸，从而壳体盖在每个位置上多层地构造。保护层也可以仅局部地设置在覆盖层的下侧上，从而壳体盖仅局部多层地构造。例如保护层可以由多个钢板构成，这些钢板至少设置在覆盖层的下侧上的与电池单体的排气元件重叠的那些位置上。因此，保护层的位置通过在单体排气时对壳体盖的热加载而得出。
11.在此，保护层在连接区域或固定区域中固定在覆盖层上。为此，保护层在连接区域中贴靠地设置覆盖层上并且与覆盖层机械连接。在保护区域中，保护层在构成间隙的情况下与覆盖层间隔开地设置。保护区域以及间隙在此与排气元件重叠或位于排气元件的上方并且因此设置在热气体的流动路径中。所述间隙是在覆盖层与保护层之间的气体填充的中间空间(例如气隙)并且提高了保护层与覆盖层之间的传热阻力。所述间隙具有确定的尺寸，从而覆盖层的温度在单体排气时保持低于覆盖层的熔点。所述间隙越大、即覆盖层与保护层之间的距离越大，则传热阻力越大。通过该间隙的这种提高的传热阻力可以防止热气体的热在整个高度上从保护层传递至覆盖层并且破坏该覆盖层。
12.通过这样的复合盖，功能“密封性”和“热保护件”分开并且分配到所述两个层上，从而每个层可以在成本和重量方面得以优化。例如，覆盖层可以特别薄地构造并且例如具有最多2mm的层厚度，因为其仅确保密封性，而不确保热保护。
13.特别优选地，保护层在连接区域中在不使用附加材料的情况下与覆盖层连接。优选地，保护层在连接区域中借助咬口连接与覆盖层连接。咬口连接或者说咬合连接是一种用于在不使用附加材料的情况下连接板材的方法。覆盖层和保护层的机械连接通过层的材料的变形实现。借助咬口连接制成的连接区域具有相对于热负荷的高稳定性。此外，有利地不必提供附加材料、例如粘合剂，从而可以提供特别成本有利的且轻便的壳体盖。
14.此外，本发明还包括一种能电动驱动的机动车，其具有根据本发明的牵引电池。所述机动车尤其是构造为轿车。
15.参考根据本发明的壳体盖所介绍的实施方式及其优点相应地适用于根据本发明的电池壳体、根据本发明的牵引电池以及根据本发明的机动车。
附图说明
16.本发明的其它特征由权利要求书、附图以及对附图的说明得出。在上文中在说明中提到的特征和特征组合以及在下文中在附图说明中提到的和/或仅在附图中仅示出的特征和特征组合不仅可以以分别给出的组合应用、而且也能够以其它的组合应用或者独自地应用。
17.现在借助一种优选的实施例以及参考附图更详细地解释本发明。在此，唯一的附图图1示出用于能电动驱动的机动车的牵引电池的局部的示意图。
具体实施方式
18.牵引电池1具有电池壳体2，该电池壳体包括壳体下部3和壳体盖4。壳体下部3和壳体盖4包围壳体内部空间5，在该壳体内部空间中可以设置多个电池单体6。电池单体6例如可以构造为棱柱形的单体。电池单体6例如分别具有一个带有排气元件8的单体壳体7。排气元件8例如可以是破裂膜片。在电池单体6的单体排气或紧急排气的情况中，在单体壳体7中形成的热气体可以通过排气元件8从单体壳体7逸出到壳体内部空间5中。所述热气体将热传输至壳体盖4，该壳体盖设置在电池单体6的上方并且因此与排气元件8重叠。
19.现在为了防止壳体盖4被热气体破坏，壳体盖4至少局部多层地构造。壳体盖4具有覆盖层9，该覆盖层具有朝向壳体内部空间5的下侧10和朝向环境11的上侧12。覆盖层9尤其是构造为铝板，该铝板密封壳体内部空间5并且保护壳体内部空间免受腐蚀。在覆盖层9的下侧10上设置有保护层13。在此，保护层13至少在电池单体6的排气元件8的上方设置在覆盖层9上，从而仅保护层13而不是覆盖层9直接经受流出的热气体。保护层13相比于覆盖层9对通过热气体输送的热更耐高温并且为此尤其是具有比覆盖层9更高的熔点。保护层13例如可以是钢板。
20.在此，保护层13在连接区域14中与覆盖层9机械连接，该连接区域在此被大放大地示出。在连接区域14旁边构造有保护区域15，在保护区域中保护层13在构成尤其是以空气填充的间隙16的情况下与覆盖层9间隔开地设置。因此，保护层13局部地与覆盖层9连接并且局部地与覆盖层9间隔开地设置。在此，连接区域14可以通过咬合连接来制造。在连接区域14中，壳体盖4因此具有层式堆，该层式堆尤其是仅由保护层13和覆盖层9构成。在保护区域15中，壳体盖具有层式堆，该层式堆由保护层13、间隙16和覆盖层9构成。
21.通过间隙16提高了在保护层13与覆盖层9之间的传热阻力。尤其是，所述传热阻力
关于间隙16的高度17这样调节，使得通过间隙16在保护层13与覆盖层9之间形成导热性差的热传递路径。因此，热气体的热量仅就此而言作用到覆盖层9上，即覆盖层9的温度始终保持低于其熔点并且壳体盖4因此机械地承受热负荷。