具有减振的盖的电池装置和制造机动车的电池装置的方法与流程

本发明涉及一种用于机动车的电池装置，其中，电池装置具有电池壳体，电池壳体具有壳体槽和布置在壳体槽上的壳体盖，壳体槽提供用于接纳至少一个电池模块的接纳区域。此外，电池装置具有布置在电池壳体中的至少一个电池构件，电池构件相对于壳体盖具有间距。此外，本发明还涉及一种用于制造电池装置的方法。

背景技术：

1、就高压存储系统而言，由于要求越来越高，安装空间尺寸也逐渐增加。因此，壳体元件的面积也变得越来越大。例如，壳体盖主要设计为板部件，其例如以规则的间隔与电池壳体、特别是壳体槽或电池模块拧紧。由此在未拧紧的表面上根据公差情况、温度影响、结构设计、临时机械负荷等，出现了气隙或者盖贴靠在邻接的构件上的情况。这种贴靠可以是永久的或动态的。在这两种情况下，这一方面对邻接的构件在其压力负荷方面产生影响，也在整个系统中对声学效果产生影响，因为动态汇合的构件导致了嘎吱声。此外，施加到系统上的机械负荷、例如当存储器的设想的安装地点处于装载地板下方时或当高压电池的处理不当时的撬起负荷会导致电池内部损坏。

2、此外，阻尼元件也是现有技术中已知的，其通常以泡沫的形式提供。然而，在此将其引入到期望的部位是相对困难的。

3、de 10 2020 108 270 a1描述了一种用于冷却电池模块的冷却装置，该冷却装置包括多个腔，这些腔由盖板和底板界定并且设计成使得流体能够流经。此外，阻尼层还可以在底板上布置在背离盖板的外侧上。阻尼层可以由泡沫材料、例如热塑性泡沫形成，或者由复合材料、特别是纤维增强塑料复合材料形成。

4、de 11 2012 001 388 t5描述了一种面板装置，其具有带有声学活跃区域的主面板、主粘合层以及多层补片，该多层补片具有至少两个单独的补片和至少一个粘合辅助层，其中，该主粘合层将多层补片固定在主面板上声学活跃区域中以用于消声。在此，主面板可以由消声的多层布置组成。

5、此外，de 10 2020 126 174 a1描述了一种电池系统，其具有电池模块和多个电芯、具有壳体底部的电池壳体以及具有夹紧装置的夹紧设备。夹紧装置具有外板和位于内部的变形板，它们一起界定流体密封的通道。另外，夹紧装置还可以具有外板，并且封闭板可以布置在外板的背离通道的外侧上，其中，封闭板和外板通过至少部分地位于中间的阻尼层彼此解耦。在此，阻尼层可以设计为由泡沫材料或复合材料制成。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种用于机动车的电池装置和一种方法，其能够以尽可能简单的方式减少声音异常。

2、该目的通过具有根据相应的独立权利要求所述特征的电池装置和方法来实现。本发明的有利的设计方案是从属权利要求、说明书和附图的主题。

3、根据本发明的用于机动车的电池装置具有电池壳体，电池壳体具有壳体槽和布置在壳体槽上的壳体盖，壳体槽提供用于接纳至少一个电池模块的接纳区域。此外，电池装置具有布置在电池壳体中的至少一个电池构件，该至少一个电池构件相对于壳体盖具有间距。在此，用于对壳体盖的机械振动进行减振/衰减的至少一个毡元件布置在壳体盖和电池构件之间，从而所述至少一个毡元件贴靠在壳体盖和至少一个电池构件上。

4、通过设置这种用于对机械振动进行减振的毡元件能够有利地显著地减少声音异常。通过将该毡元件布置在壳体盖和电池构件之间并且至少暂时地然而优选永久地贴靠在两个构件上，显著地减弱了壳体盖的可能的机械振动。然而，本发明的极大的优点主要在于使用毛毡材料来提供毡元件。毛毡具有一定程度的可压缩性，且因此具有非常好的阻尼性能。然而，毛毡的可压缩性明显低于通常用于减弱机械振动的其他材料、例如塑料泡沫等。这又有利地允许毡元件能够极为有效地用于减弱机械振动，即使在布置毡元件的部位处在壳体盖和构件之间的间距非常小且例如仅为几毫米时。另外，例如将泡沫应用到所需的部位处是非常困难或费力的。与此相反，如下文还会更详细地解释的，这种毡元件能够例如作为类似于粘合带的毛毡带被方便地粘合。此外，毛毡还具有其他非常好的特性，这使其能够在高压系统中使用或者说在高压系统中使用时非常有利。即一方面，毛毡是电绝缘的并且还很难点燃。例如，羊毛毡通常根本不可燃，且只有在约320℃起的直接火作用下才会烧焦。然而其他的毛毡类型和人造毛毡也是难以点燃的。因此毛毡也符合根据可燃性测试标准tl1010对材料或装置的难燃性的要求。如上所述，毛毡还具有非常好的压力-和声音吸收性能。通过使用这种毡元件，也相应地能够明显更好地吸收和分配开头提到的撬起负荷或一般的机械负荷。此外，毡元件可以大量供应并且价格低廉。因此能够以简单且非常成本有利的方式避免损坏和声音异常。

5、毡元件可以具有例如人造毛毡和/或天然毛毡作为毛毡材料。在此，人造毛毡包括人工制造的纤维，而天然毛毡包括由动物毛发制成的纤维。也可以设想两者的组合。

6、原则上，至少一个毡元件可以在电池装置的任何一个部位处使用，特别是在电池壳体的内部或还有外部使用。在此极为有利的是，相对于布置在电池壳体中的电池构件恰好支撑壳体盖，因为基于这种壳体盖的大尺寸以及还通常基于电池模块的大尺寸，因此盖只能支撑在少数支撑部位或间隔壁处，恰好壳体盖非常容易振动和弯曲。在此能够有利地通过设置至少一个毡元件来消除这些缺陷。基于毡元件的电绝缘特性，它还可以布置在壳体盖和电池构件之间的任何一个部位处。另外，还能够在电池壳体中设置多个这种毡元件，这些毡元件例如相对于所述构件或者相对于多个构件在多个支撑点或支撑区段处支撑盖。

7、通过壳体槽和壳体盖的组合例如可以提供长方体形构件，该长方体形构件包围出基本上长方体形的接纳区域。例如，壳体盖可以设计为板状，然而也能够设想其他设计方案。例如，壳体槽和盖也可以提供为电池壳体的、同类地形成的上部件和下部件。壳体槽典型地是电池壳体相对于其中使用电池装置的车辆的车辆竖直轴线的下侧，而壳体盖可以提供电池壳体的上部件。然而，同样能够设想颠倒的结构或者安置到机动车中。壳体槽和壳体盖优选地由金属制成，但原则上可以由任何一种材料制成。

8、在本发明的一个有利的设计方案中，至少一个电池构件是布置在接纳区域中的电池模块。因此，壳体盖不仅可以放置或者说支撑在将接纳区域彼此分开的侧壁或分隔壁上，而且在此也在中间支撑部位处放置或者说支撑在位于这些分隔壁或侧壁之间的电池模块上。因此能以特别简单的方式减弱或者说抑制振动。此外，在负荷作用在盖上的情况下，可以提供特别均匀的负荷分布。

9、一般而言，电池壳体不仅可以具有用于接纳单个电池模块的一个接纳区域，还可以具有用于接纳多个电池模块的多个接纳区域。在此，接纳区域可以通过电池壳体的侧壁或分隔壁在空间上彼此分开，这些侧壁或分隔壁例如垂直于壳体槽的壳体底部。在布置在壳体槽处的状态中，壳体盖可以放置在壳体槽的环绕的边缘区域上，以及也放置在这些分隔壁的端面上。此外，壳体盖可以与壳体槽拧紧，特别是也可以拧紧在由壳体槽提供的环绕的边缘区域或框架上，以及与分隔壁的端面拧紧。在接纳区域中布置有电池模块。在此，在这些电池模块和壳体盖之间布置有所述毡元件，以便附加地支撑壳体盖并减弱壳体盖的振动。

10、然而原则上，电池构件也可以是电池壳体中不同于电池模块的任意其他的构件或者也可以是电池壳体本身的构件，例如是分隔壁，或者电子组件的壳体、支撑元件、电缆支架等。

11、在此，本发明的另一个有利的设计方案是，电池模块具有电芯装置、特别是电芯堆，其中，电芯装置包括多个电芯，其中，电池模块还具有冷却装置，该冷却装置布置在电芯装置的面向壳体盖的侧面上，其中，毡元件布置在冷却装置上。因此，毡元件不一定必须直接布置在这种电池模块的电芯上，然而这通常也是能够设想的，而是可以布置在电池模块的冷却装置上，该冷却装置布置在电芯上。因此可以有利地避免将壳体盖直接支撑在电芯上。电芯由此得到了更好的保护。然而，还能够设想的是，这种冷却装置是壳体盖本身的一部分。然后毡元件可以相应地布置在由壳体盖提供的冷却装置与电池模块的上侧之间，该上侧不必一定由冷却装置提供。

12、在此，冷却装置还优选设计为有源冷却装置并且具有能被冷却剂通流的冷却通道。由此可以提供电芯的特别有效的冷却。

13、在本发明的另一个有利的设计方案中，电池模块具有环绕电芯装置的框架，该框架具有框架壁，框架壁具有相应的面向壳体盖的端面，其中，冷却装置布置在框架上，其中，毡元件布置在冷却装置的一区域中，该区域与框架壁的端面中的至少一个端面直接对置。这是特别有利的，因为从壳体盖经由毡元件传递到电池模块上的力由此能够被引入到电池模块的框架壁中。它们特别鲁棒并且能够避免对电池模块所包括的电芯进行力施加。此外规定，为了能够借助于冷却装置尽可能好地冷却电芯，冷却通道在这些电芯的区域中延伸，然而不一定在框架壁本身的区域中延伸。因此，毡元件可以布置在冷却装置的不存在冷却通道的位置处。因此，不存在冷却通道因压力作用而变形或压缩的风险。然而原则上，毡元件也可以布置在冷却装置的任何一个其他部位处，并且例如也能够以与电池模块的电芯直接对置的方式在冷却装置上、例如在冷却装置的不具有冷却通道的区域中延伸，例如在两个冷却通道之间。

14、在本发明的另一个有利的设计方案中，毡元件设计为在纵向延展方向上延伸的毡条，其中，纵向延展方向平行于电芯堆的堆叠方向和/或平行于冷却装置的冷却通道的区段，特别是沿着框架壁之一的、在冷却装置的另一侧上与毡条对置的端面的延伸方向定向。毡元件以其纵向延展方向平行于例如冷却通道的定向是极为有利的，因为毡元件就能够特别容易地在冷却通道之间或者与框架壁对置地定位并且同时不与冷却通道交叉。这有利地允许了，毡元件定位在电池壳体内部特别平坦的部位处。这使得非常均匀地支撑壳体盖。原则上能够设想，在此毡元件甚至在纵向延展方向上在电池装置的电池模块的整个长度上延伸。然而，也可以在该纵向延展方向上布置多个彼此间隔开地布置的毡元件。关于毡条的几何形状设计和分布，提供了特别高的灵活度，这允许了特别好的情况适应。

15、在此，毡元件在纵向延展方向上的尺寸可以是毡元件的大小尺寸。此外，毡元件可以具有垂直于纵向延展方向的宽度，该宽度相应地小于在纵向延展方向上的长度。另外，毡元件的高度优选小于1cm并且在仅几毫米的范围内，例如大约为1mm至2mm，特别为1.3mm。在此，毡元件的高度特别能够对应于构件和壳体盖之间的间距。然而，毡元件的初始高度的尺寸优选地比构件和壳体盖之间的最终间距稍大。由此在盖被布置在壳体槽上时，毡元件被稍微压缩。由此通过毡元件提供了特别好的阻尼特性和特别高程度的稳定性。另外，在此确保了对两个部件、即构件和壳体盖的牢固的贴靠。

16、在本发明的一个特别有利的设计方案中，毡元件设计为具有粘合侧、特别是具有仅一个粘合侧的自粘的毡元件。这是特别有利的，因为它使得安置毡元件特别容易。毡元件通常可以具有第一侧和第二侧，第一侧和第二侧由于毡元件的厚度、特别是恒定的厚度彼此间隔开，其中，厚度提供毡元件的最小尺寸，其显著小于例如毡元件的长度和宽度，特别是小了一个或多个数量级。则第一侧或第二侧可以部分地或优选完全地设计为毡元件的粘合侧。该毡元件可以简单地粘贴到所需的部位处。在尚未布置在电池装置中的状态中，毡元件的粘合侧可以例如用覆盖膜覆盖。该覆盖膜在安置在所需的构件处之前能够被移除，并且能够将毡元件相应地粘合到其所需的位置处。较短的毡元件更容易安置。因此非常有利的是，与仅一个单个的极长的毡元件相比，将多个较短的毡元件沿着期望的安置区段布置，例如也彼此间隔一定间距。

17、在此，根据本发明的另一个有利的设计方案，毡元件能够以粘合侧粘合到电池构件上。这使得毡元件的安置特别简单。同时毡元件的正确放置也特别容易。在本发明的另一个有利的设计方案中，毡元件以粘合侧粘合到壳体盖上。安置在壳体盖上也同样简单。当壳体盖布置在壳体槽上时，毡元件粘合在壳体盖上的位置则相应地与电池模块的、应被毡元件接触的部分的位置匹配。如果电池装置包括多个毡元件，则这些毡元件也能以它们的相应的粘合侧部分地粘合到电池模块上并且部分地粘合到壳体盖上。

18、在此尤其特别有利的是，仅设置唯一的粘合侧。换言之，毡元件的两侧不应具有粘性。这样做的优点在于，在盖和构件之间的相对运动仍然是可能的。这是特别有利的并且提高了布置的鲁棒性。

19、不过同样也可行的是，将毡元件同时粘合到两个构件、即壳体盖和电池构件上。

20、在本发明的另一个有利的设计方案中，电池装置具有多个毡元件，所述多个毡元件分别布置在壳体盖和电池构件之间，和/或其中，电池装置具有布置在接纳区域中的多个电池构件，其中，在相应的电池构件和壳体盖之间布置有多个毡元件中的至少一个。多个相应的构件又可以是相应的电池模块。然而原则上也能够设想，将毡元件布置在另一个电池构件和壳体盖之间。通过设置多个这种分布地布置的毡元件，能够实现壳体盖的均匀的支撑和阻尼。毡元件的布置的具体的设计方案能够最佳地适应相应的安装空间情况和所需的阻尼特性。

21、特别可以通过电池装置提供用于机动车的高压电池。如上所述，这种高压电池可以具有多个电池模块，其中，相应的电池模块又可以包括多个电芯。例如，电芯可以设计为锂离子电芯。

22、此外，本发明还涉及一种具有根据本发明的电池装置或其设计方案之一的机动车。

23、此外，本发明还涉及一种用于制造用于机动车的电池装置的方法，其中，提供具有壳体槽和壳体盖的电池壳体，壳体槽提供用于接纳至少一个电池模块的接纳区域，壳体盖能布置在壳体槽上。此外，提供电池构件，并将电池构件布置在电池壳体中，使得当壳体盖布置在壳体槽上时，该电池构件相对于壳体盖具有间距。此外，将用于对壳体盖的机械振动进行减振/衰减的至少一个毡元件布置成，使得在壳体盖布置在壳体槽上之后，该至少一个毡元件位于壳体盖和电池构件之间并且贴靠在壳体盖和至少一个电池构件上，特别是平面地贴靠。

24、针对根据本发明的电池装置及其设计方案所描述的优点同样适用于根据本发明的方法。

25、在另一个有利的设计方案中，在将壳体盖布置在壳体槽上之前，将毡元件粘合到电池构件上或粘合到壳体盖上。由此能够以特别简单的方式布置毡元件。在此，作为粘性毡条的使用特别容易。

26、本发明还包括根据本发明的方法的改进方案，所述改进方案具有已经结合根据本发明的电池装置的改进方案描述的特征。因此，此处不再次描述根据本发明的方法的相应的改进方案。

27、根据本发明的机动车优选地设计为汽车，特别设计为乘用汽车或商用汽车，或者设计为大客车或摩托车。

28、本发明还包括所述实施方式的特征组合。因此，本发明还包括以下实现方案，这些实现方案分别具有多个所述实施方式的特征组合，只要这些实施方式没有被描述为相互排斥的。