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ES2928131T3 - Estructura y protector de batería - Google Patents

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ES2928131T3
ES2928131T3 ES18706442T ES18706442T ES2928131T3 ES 2928131 T3 ES2928131 T3 ES 2928131T3 ES 18706442 T ES18706442 T ES 18706442T ES 18706442 T ES18706442 T ES 18706442T ES 2928131 T3 ES2928131 T3 ES 2928131T3
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ES
Spain
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battery
strap
battery structure
core
protector
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ES18706442T
Other languages
English (en)
Inventor
Bernhard Spielvogel
Sebastian Schmitz
Guido Insam
Herbert Dorfinger
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Mubea Carbo Tech GmbH
Original Assignee
Mubea Carbo Tech GmbH
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Publication date
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First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=61256918&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=ES2928131(T3) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
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Abstract

La invención se refiere a una estructura de batería (1) para un vehículo eléctrico. La estructura de batería (1) comprende una caja de batería (2) para al menos un módulo de batería (3) y un protector (4) que comprende un cinturón superior (5), un cinturón inferior (6) y un núcleo (7) dispuesto entre e interconectando el cinturón superior (5) y el cinturón inferior (6). La correa superior (5) tiene una sección transversal ondulada. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Estructura y protector de batería
Campo de la invención
La presente invención se refiere a una estructura de batería para un vehículo eléctrico y un protector para un paquete de baterías.
Antecedentes de la invención
DE102015101096A1 se publicó por primera vez en julio de 2016 a nombre de Porsche AG. Se relaciona con una estructura de batería. Las instalaciones de baterías incluyen una batería de carrocería inferior entre una placa inferior y un piso. Se prevé al menos una zona de deformación para evitar daños no deseados a una batería de la carrocería inferior. La zona de deformación está por debajo de las instalaciones de baterías. La placa inferior se puede deformar hacia arriba.
WO15077000A1 se publicó por primera vez en mayo de 2015 a nombre de Atieva Inc. Se refiere a un sistema de protección de paquete de baterías para uso con un vehículo eléctrico en el que el paquete de baterías está montado debajo del automóvil. El sistema utiliza una pluralidad de conductos de enfriamiento deformables ubicados entre la superficie inferior de cada una de las baterías y el panel de cerramiento del paquete de baterías inferior. Un aislante térmico se interpone entre los conductos y el panel inferior del panel de cerramiento. Se puede incluir una capa de material conductor térmico que se interpone entre los conductos de enfriamiento y el aislante térmico y en contacto con una superficie inferior de cada uno de los conductos de enfriamiento.
Los conductos de enfriamiento se configuran para deformarse y absorber energía de impacto cuando un objeto, tal como desechos de carretera, golpea la superficie inferior del panel de cerramiento del paquete de baterías inferior. Se puede lograr una protección adicional al colocar un escudo balístico, solo o con una capa de material compresible, debajo de la superficie inferior del paquete de baterías.
FR2977554A se publicó por primera vez en enero de 2013 a nombre de Fior Concept. Se refiere a un vehículo que tiene un armazón que comprende una estructura en forma de panal que forma una placa. Una superficie de una placa superior se conecta rígidamente a una superficie superior de la placa. Una superficie de una placa inferior se conecta rígidamente a una superficie inferior de la placa. Estructuras resistentes sobresalen por encima de una muesca de rueda y se unen con la muesca mediante una conexión completa y rígida. Una correa externa resistente se une con una circunferencia externa de la placa por la conexión completa y rígida y se coloca parcialmente entre las estructuras de pasajes de las ruedas.
EP 2910394 A1 divulga una estructura de batería para un vehículo eléctrico que comprende una carcasa de batería y un protector. El protector comprende una correa superior, un núcleo y una correa inferior.
Breve descripción de la invención
A partir de las partes de la técnica anterior para la protección de en el piso del vehículo se conocen paquetes de baterías dispuestos que a menudo absorben la energía que se produce por deformación plástica en una ruta de deformación relativamente grande. Los protectores conocidos de la técnica anterior están hechos de metal o material compuesto y no son apropiados para absorber cargas de impacto puntuales altas.
Una desventaja de los sistemas conocidos a partir de la técnica anterior es que se consumen una cantidad significativa de espacio entre la protección antiempotramiento y las partes que se van a proteger como la estructura utilizada para cumplir con los requisitos, es decir, agotamiento de la energía introducida sin introducción significativa de fuerzas en las partes que se van a proteger. Dependiendo del tipo de vehículo, esto puede tener un impacto significativo en al menos uno de los siguientes parámetros: Distancia al suelo, altura de acceso, altura libre, altura del vehículo, área de sección transversal.
Por lo tanto, un objeto de la invención es proporcionar una estructura de batería mejorada con un protector que ofrezca un mejor rendimiento para proteger una estructura de batería en un piso de un vehículo eléctrico, es decir, alto esfuerzo local, por ejemplo, debido al impacto de un bolardo de tráfico inmersible. Un objeto adicional es proporcionar una estructura de batería con un protector que sea más ligero y necesite menos espacio en dirección a la altura para agotar la energía que se produce por deformación elástica y/o plástica.
Para lograr el objeto, se proporciona una estructura de batería para un vehículo eléctrico de acuerdo con la reivindicación 1.
Se definen realizaciones particulares de la invención en las reivindicaciones dependientes.
El protector de la estructura de batería de acuerdo con la invención ayuda a evitar daños de al menos un módulo de batería dispuesto en un piso de un automóvil eléctrico. El protector comprende normalmente una correa superior y una correa inferior y un núcleo dispuesto entre la correa superior y la correa inferior. La correa superior preferentemente tiene una forma de onda en al menos una dirección. Dependiendo del campo de aplicación, la forma de onda se puede extender en dos direcciones arqueándose de una viga a otra viga que recibe y distribuye efectivamente alta carga local como se describe en lo sucesivo en más detalle. El protector de acuerdo con la invención ofrece una distribución optimizada de la energía que se produce en la estructura por una combinación de deformación elástica y/o plástica. La correa superior y la correa inferior, así como el núcleo dispuesto entre estas, se fabrican preferentemente de al menos uno del siguiente grupo de materiales: Aluminio, acero, material compuesto reforzado con fibra, material termoplástico. En una variación preferida, la correa superior está hecha de aluminio y/o acero y/o material termoplástico que comprende fibras cortas, en tanto que la correa inferior está hecha preferentemente de material compuesto reforzado con fibras que comprende fibras continuas. El núcleo se fabrica preferentemente de panal y/o espuma. Dependiendo del campo de aplicación, se pueden usar otras combinaciones.
Una selección preferida de parámetros para optimizar la estructura es: Forma de la sección transversal de la onda, forma (curvatura) de la onda, material de núcleo, altura de cámara, espesor de pared, material de correa.
En una variación preferida, la estructura de batería para un vehículo eléctrico comprende una carcasa de batería que rodea al menos un módulo de batería y un protector. El protector comprende una correa superior y una correa inferior y un núcleo dispuesto entre e interconectando la correa superior y la correa inferior. La correa superior preferentemente tiene una sección transversal en forma de onda que se extiende en al menos una dirección. La sección transversal en forma de onda de la correa superior se puede extender en dirección longitudinal y/o transversal del vehículo eléctrico, lo que da como resultado una correa superior en forma de onda, donde las ondas se extienden en una y/o dos direcciones simultáneamente. Las ondas pueden ser regulares o irregulares. Las ondas de la correa superior se pueden extender en dos direcciones si es apropiado.
El protector se interconecta preferentemente a al menos una viga longitudinal y/o al menos una viga transversal de la carcasa de batería. En una variación, las vigas longitudinales y transversales están dispuestas en forma de cuadrícula. La correa superior se puede interconectar a un armazón de la carcasa de batería. El protector se dispone preferentemente debajo de una pared deslizante inferior de la carcasa de batería que aloja el por lo menos un módulo de batería en el interior. Un objetivo es que el riesgo de que un objeto de impacto pueda alcanzar la pared inferior del trineo se reduzca significativamente.
La correa superior comprende, con respecto al núcleo, elevaciones (áreas más gruesas del núcleo) y a las mismas depresiones alternas (área más delgada del núcleo) dispuestas en una estructura ondulada. Las depresiones y elevaciones se extienden a través de las vigas, respectivamente, el armazón de la carcasa batería, de una manera tipo arco, que da como resultado una estructura muy eficiente, especialmente en el caso de cargas puntuales que se producen desde el exterior (lado opuesto del protector). La correa superior en el área de al menos una depresión se puede interconectar directamente a la correa inferior. La correa superior en el área de al menos una depresión se puede conectar directamente a la correa inferior. De manera alternativa o adicional, la correa superior puede estar en el área de al menos una depresión conectada indirectamente a la correa inferior, por ejemplo, a través de una sección del mismo o un núcleo diferente. Se pueden lograr buenos resultados si el núcleo es un panal, por ejemplo, hecho de aluminio, acero o material termoplástico moldeado por inyección, y/o una espuma. La correa inferior preferentemente tiene una estructura principalmente plana, especialmente en el caso de que proporcione la capa externa del piso inferior. Se pueden aplicar ondulaciones de refuerzo si es necesario como parte de la estructura y/o como elementos separados. El núcleo se puede hacer de un material aislante.
Si es apropiado, se puede utilizar al menos una de las depresiones para el transporte de un fluido para enfriamiento y/o calentamiento del por lo menos un módulo de batería.
Se debe entender que tanto la descripción general anterior como la siguiente descripción detallada presentan realizaciones, y se pretende que proporcionen una descripción general o marco para comprender la naturaleza y el carácter de la invención.
Los dibujos anexos se incluyen para proporcionar una mayor comprensión, y se incorporan en y constituyen una parte de esta especificación. Los dibujos ilustran diversas realizaciones y, junto con la descripción, sirven para explicar los principios y operación de los conceptos divulgados.
Breve descripción de los dibujos
La invención descrita en la presente se entenderá más completamente a partir de la descripción detallada dada en la presente más adelante y las figuras anexas que no se deben considerar limitantes de la invención descrita en las reivindicaciones anexas. Los dibujos muestran:
La figura 1 es una estructura de batería de acuerdo con la invención;
La figura 2 es una vista en sección longitudinal y transversal a través de una carcasa de batería de acuerdo con la invención;
La figura 3 es una primera y una segunda realización de un protector en una primera y en una segunda vista en sección; La figura 4 es una tercera realización de un protector.
Descripción de las realizaciones
Ahora se hará referencia en detalle a determinadas realizaciones, ejemplos de las cuales se ilustran en las figuras adjuntas, en las cuales se muestran algunas, pero no todas, características. De hecho, las realizaciones divulgadas en la presente se pueden incorporar de muchas formas diferentes y no se deben considerar como limitadas a las realizaciones, de acuerdo con las reivindicaciones, expuestas en la presente; en su lugar, estas realizaciones se proporcionan de tal forma que esta divulgación satisfará los requisitos legales aplicables. Siempre que sea posible, se utilizarán números de referencia similares para hacer referencia a componentes o partes similares.
La figura 1 muestra una estructura de batería 1 en una vista en despiece desde abajo. Las figuras 2a y 2b muestran esquemáticamente un impacto de un objeto 14 en una estructura de batería 1 desde abajo. Las figuras 3a a 3d muestran vistas en sección transversal de una primera y una segunda variación de un protector 4 desde el lado y a lo largo de la línea de sección A-A. La figura 4 muestra una tercera variación de un protector 4 en una vista en perspectiva. Como se ve en la figura 1, la estructura de batería 1 comprende una carcasa de batería 2 para al menos un módulo de batería 3 y un protector 4. Los elementos se muestran de una manera desmontada y de despiece. El montaje se indica esquemáticamente mediante líneas punteadas. Como, por ejemplo, es visible en las figuras 2a y la Figura 3, el protector 4 comprende una correa superior 5 y una correa inferior 6 y un núcleo 7 dispuesto entre e interconectando la correa superior 5 y la correa inferior 6 al menos en ciertas áreas. En la variación mostrada, el núcleo es un panal, donde las celdas del panal se extienden en dirección vertical (dirección z). Como se indica esquemáticamente en la figura 1, el protector 4, es decir, la correa superior 5, se puede interconectar a un armazón 10 de la carcasa de batería 2.
Como se ve en la figura 2a, la correa superior 5 de la variación mostrada tiene una sección transversal en forma de onda. Las correas superiores 5 se interconectan a las vigas longitudinales 8 de la carcasa de batería 2. La correa superior 5 comprende elevaciones 11 y a las mismas depresiones alternas 12 formando ondas 13, que se disponen de manera regular. Las ondas 13 se extienden aquí solo en dirección x. Son posibles otros arreglos.
En la variación como se muestra en la figura 2a, respectivamente la vista en sección de acuerdo con la figura 3a, la correa superior 5 en el área de las depresiones 12 se interconecta directamente a la correa inferior 6, que tiene un diseño en principio plano. Como se ve en la vista en sección de acuerdo con la figura 3c, la correa superior 5 puede estar alternativa o adicionalmente en el área de las depresiones 12 conectadas indirectamente a la correa inferior 6 a través del núcleo 7.
La figura 3b muestra una vista en sección a lo largo de la línea de sección A-A de acuerdo con la figura 3a y la figura 3d muestra una vista en sección a lo largo de la línea de sección A-A de acuerdo con la figura 3c.
Para un mejor control de temperatura del por lo menos un módulo de batería, el núcleo 7 se puede hacer de un material aislante tal como espuma. Si es apropiado, se utiliza al menos una de las depresiones 12 para el transporte de un fluido para enfriamiento y/o calentamiento del por lo menos un módulo de batería
La figura 4 muestra una variación adicional de un protector 4 en una vista en perspectiva desde arriba. La correa superior 5 tiene una estructura de onda que se extiende en dos direcciones (x, y) simultáneamente. La correa inferior 6 (no visible en detalle) tiene un diseño plano. Dependiendo del campo de aplicación, existen otras posibilidades. En un área donde las vigas longitudinales y transversales 8, 9 se conectan (indicadas por líneas punteadas), la correa superior 5 tiene un diseño plano. En comparación con la técnica anterior, las depresiones tipo domo 12 ofrecen una rigidez y capacidad de consumo de energía muy altas, especialmente en el caso de cargas de impacto puntuales por debajo de 8 (dirección z).
Lista de designaciones
1 Estructura de batería
2 Carcasa de batería
3 Módulo de batería
4 Protector
5 Correa superior
6 Correa inferior
7 Núcleo
8 Viga longitudinal
9 Viga transversal
10 Armazón (carcasa de batería)
11 Elevación (correa superior)
Depresión (correa superior)
Onda
Objeto de impacto
Pared deslizante (carcasa de batería)
Cubierta (carcasa de batería)

Claims (12)

REIVINDICACIONESI. Estructura de batería (1) para un vehículo eléctrico que comprendea. una carcasa de batería (2) para al menos un módulo de batería (3) yb. un protector (4) que comprendei. una correa superior (5)
1. una correa inferior (6) y
ii. un núcleo (7) dispuesto entre e interconectando la correa superior (5) y la correa inferior (6), caracterizado porque c. la correa superior (5) tiene una sección transversal en forma de onda.
2. La estructura de batería (1) de acuerdo con la reivindicación 1, donde las ondas de la correa superior (5) se extienden en dos direcciones.
3. La estructura de batería (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, donde la correa superior (5) se interconecta a al menos una viga longitudinal y/o al menos una viga transversal (8, 9) de la carcasa de batería (2).
4. La estructura de batería (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, donde la correa superior (5) se interconecta a un armazón (10) de la carcasa de batería (2).
5. La estructura de batería (1) de acuerdo con la reivindicación 3 o 4, donde la correa superior (5) se interconecta a al menos una viga longitudinal y/o al menos una viga transversal (8, 9) y/o al armazón (10) de la carcasa de batería (2) a través de una pared deslizante inferior (15) de la carcasa de batería (2).
6. La estructura de batería (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, donde la correa superior (5) comprende elevaciones (11) y depresiones alternas (12).
7. La estructura de batería (1) de acuerdo con la reivindicación 6, donde la correa superior (5) en el área de al menos una depresión (12) se interconecta directamente a la correa inferior (6).
8. La estructura de batería (1) de acuerdo con la reivindicación 7, donde la correa superior (5) en el área de al menos una depresión (12) se conecta directamente a la correa inferior (6).
9. La estructura de batería (1) de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, donde la correa superior (5) en el área de al menos una depresión (12) se conecta indirectamente a la correa inferior (6) a través del núcleo (7).
10. La estructura de batería (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, donde el núcleo (7) es un panal y/o una espuma.
I I . La estructura de batería (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, donde el núcleo (7) se hace de un material aislante.
12. La estructura de batería (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, donde al menos una de las depresiones (12) se utiliza para transporte de un fluido para enfriamiento y/o calentamiento del por lo menos un módulo de batería.
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