用于電動或混合動力車輛牽引電池的電池殼體件和電池殼體的制作方法

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本發明涉及一種用于電動或混合動力車輛的牽引電池的電池殼體件以及一種電池殼體。

de102013112413a1涉及一種用于電動車輛牽引電池的電池殼體件，牽引電池可別接受在該電池殼體件中，其中，電池殼體件由熱塑性或熱固性塑料材質構成。

如果這種電池殼體件由塑料制成，那么尤其對于保持和承載牽引電池的電池殼體件存在這樣的挑戰：產生電池殼體件的足夠的剛度并且在碰撞情況下保護電池不損壞。

在該背景下，本發明的任務在于，構造一種用于電動或混合動力車輛牽引電池的電池殼體件以及一種電池殼體，其具有高的剛度并且在碰撞情況下保護電池不損壞。

根據本發明，該任務的解決方案是，電池殼體件在第一部分區域中由塑料構成并且在至少一個第二部分區域中由與該塑料不同的材料構成。因此它是所謂的混合構件。

以此方式能夠在減小重量的同時達到電池殼體件的高剛度。通過電池殼體件的高剛度，具有多個電池模塊和多個電池單元的電池，例如高壓電池–也被稱為hv電池，在碰撞情況下也能被有效保護不損壞。由另一種材料構成的第二部分區域可以有針對性地設置于在電池殼體件剛度方面能實現最大優點的位置處。為電池殼體件的部分區域使用塑料使得盡管獲得了穩定性而仍保持小的重量。

有利地將這樣的電池殼體件使用作電動或混合動力車輛牽引電池的電池殼體的組成部分，該電池殼體例如還具有殼體蓋或類似物作為另外的組成部分。

本發明的有利擴展和改進在從屬權利要求中給出。

為了例如在碰撞情況下提高電池殼體件的剛度并且尤其提高其穩定性，有利的是，至少在電池殼體件的周邊的一個區段上設置至少一個加強構件，該加強構件由與電池殼體件不同的材料構成。

在此，對于提高電池殼體件剛度特別有利的是，加強構件為框架形構造并且框架式圍繞電池殼體件周邊的至少一個區段。

為了簡單并且成本有利地制造該加強構件，有利的是，加強構件由擠出型材構造。例如為此可以使用鋁擠出型材，鋁擠出型材原則上是市場常見的并且必要時在其橫截面方面相應適配。

為了將加強元件簡單可靠地保持并固定在電池殼體件上，有利的是，加強構件借助機械連接和/或通過注塑包封保持在電池殼體件上。

替換框架式加強元件，必要時除了框架式加強元件之外附加地，電池殼體件可以具有至少一個基本平坦的板元件，該板元件由與電池殼體件不同的材料構成。例如放置并固定有hv電池或各個電池模塊的面可以通過這種基本平坦的、呈內置板形式的板元件形成。

在此，對于電池殼體件的高剛度有利的是，所述至少一個加強構件和/或所述至少一個板元件由金屬材料和/或纖維增強塑料和/或有機金屬板材構成。

也有利的是，在電池殼體件中集成有紡織的平面半成品，該平面半成品優選具有玻璃纖維和/或碳纖維和/或金屬纖維和/或金屬蒸鍍的纖維。

本發明的有利實施例在附圖中簡化示出并且在下面的說明書中詳細解釋。

附圖示出：

圖1本發明電池殼體件的第一實施例，具有兩個框架形加強構件，

圖2本發明第一實施例的第二圖，具有兩個框架形加強構件，在該圖中，電池殼體件部分剖切地示出，

圖3框架形加強構件的剖面圖，

圖4框架形加強構件的不同視圖，

圖5兩個框架形加強構件在俯視圖中，

圖6接合到本發明電池殼體件中的框架形加強構件的剖面圖，

圖7至9用于將加強構件固定在電池殼體件上的不同布置，

圖10本發明電池殼體件的第二實施例在部分剖切的視圖中，具有兩個基本平坦的板元件，

圖11本發明第二實施例的剖面圖，具有電池殼體件和板元件的接合連接，

圖12和圖13板元件在俯視圖中的示例圖，

圖14本發明電池殼體件的第三實施例在部分剖切的視圖中，具有集成的、紡織的平面半成品，

圖15紡織的平面半成品和

圖16已成型為成型體的紡織平面半成品。

在圖1至16中示出的實施例涉及電池殼體件1，該電池殼體件在實施例中構造為向上敞開的電池盒或電池盆的形式，具有殼體底3和作為邊緣的、環繞的法蘭式殼體壁5。該電池盒或電池盆也可以被稱為電池窩或電池箱。為了減小電池殼體件1的重量，大部分使用熱塑性塑料或熱固性塑料作為用于電池殼體件1的材料。為了形成閉合的電池殼體，盆形或盒形的電池殼體件1可以設置有蓋，該蓋例如呈必要時拉深的鋁板的形式，為了這些構件之間的密封還可以設置液體密封裝置。

如在圖1至6中所示，按照第一實施例，為了在碰撞情況下提高剛度并保護電池殼體件1，使用框架形的加強構件7。這些加強構件7例如由金屬擠出型材、優選由輕金屬如鋁構成，通過成型、例如彎曲而形成環繞的或者說閉合的框架，接著在端部處焊接。這樣的框架形加強構件7對于電池殼體件1的剛度提高有顯著作用。替換地，加強構件7也可以由單個的部分件形成，這些部分件在端部處通過焊接或中間元件相互連接。也可以設想，以框架形式構造的加強構件7分成兩體，使得擠出型材成u形彎曲。但也可以是，使用桿形的、直的加強元件7。

為了提高電池殼體件1的機械剛度，在所示出的實施例中，兩個框架形加強構件7與電池殼體件1優選固定地連接。出于該原因并且為了使框架形加強構件7良好地集成到電池殼體件1中并提供高的剛度，如在圖3，4和6中可看出的那樣，加強構件7具有帶斜面11的三角形區段9以及銜接于該區段上的接片區段13。三角形區段9的造型以在側面碰撞情況下避免電池殼體件1損壞為目的。如圖6所示，框架形加強構件7的三角形區段9對于電池殼體件1形成棱邊保護。該加強構件以其接片區段13保持在電池殼體件1的相應的環繞槽道15中。

圖4示出例如由擠出型材構造的加強構件7的部分視圖，具有空隙部17，這些空隙部在最簡單情況下例如通過在接片區段13中沖壓貫通開口來構造。空隙部17用于在加強構件7和電池殼體件1的塑料材質之間建立形狀鎖合。如果電池殼體件1例如以壓鑄方法制成，則在用塑料注塑包封加強構件7時塑料材質流入空隙部17中并且在硬化時產生形狀鎖合。

相對于接片區段13上的空隙部17或貫通開口替換地或附加地，也可以將加強構件7借助夾式連接裝置19事后固定于在其它方面已經完成的電池殼體件1上。在圖7至9中示出加強構件7和電池殼體件1之間的這種夾式連接裝置19的實施例，呈按鈕式壓力卡鎖裝置或其它卡鎖突塊形式，其中，也可想到其它構型。也可能的是，加強構件7例如通過熱楔緊來固定在電池殼體件上。

也可能的是，取代將加強構件7置入或注塑包封，首先制造電池殼體件1并且在電池殼體件1中設置用于加強構件7的接片區段13的槽道15。框架形彎曲的加強構件7則可以事后以接片區段13推入到槽道15中并通過粘接而材料鎖合地或通過螺釘、鉚釘等形狀鎖合地固定。

在圖10至13中示出本發明電池殼體件1的第二實施例，具有兩個基本平坦的板元件21和23。為了減小重量，電池殼體件1又基本由熱塑性塑料構造。為了在碰撞情況下提高剛度并且保護電池殼體件1，為加強而使用面式的板元件21和23作為殼體底3的一部分，這些板元件例如分別具有基本環繞的接片25或27并且由此也具有盆形狀。例如可以使用以拉深工藝成型的板材作為板元件21和23。板元件21和23的在圖10和12中設置的穿孔用于，在電池殼體件1用塑料制造并且板元件21和23被注塑包封的情況下在電池殼體件1與板元件21和23之間產生形狀鎖合。

也可能的是，將板元件21和23事后與電池殼體件1連接。為此可能的是，板元件21和23從上面置入電池殼體件1中或者如在圖11中所示從下面與電池殼體件1連接。在圖11中通過箭頭表示出可能的裝配方向。為此在電池殼體件1的殼體底3的區域中例如設置橫截面為槽道形的、優選環形地環繞到電池殼體件1上的空隙部29。在這種情況下，板元件21和23與電池殼體件1的連接可以例如材料鎖合地通過粘接或形狀鎖合地例如通過銷釘、鉚釘、螺釘和其它固定器件進行。

出于密封原因有利的是，在電池殼體件1內部設置閉合的塑料面。此外，為了加固電池殼體件1，在所有示出的本發明實施例中可以在殼體底3上符合目的地一起注塑上卷邊、筋或其它加固措施。如在圖13中所示，板元件21和23可以替換地由有機金屬板材或另一種平面的紡織半成品制成。它們能夠以和所說明的相同的方式集成到電池殼體件1的殼體底3中。

有機金屬板材是纖維-基體半成品，所述纖維-基體半成品由埋入到熱塑性塑料基體中的纖維織物或纖維襯墊(gelege)構成。熱塑性基體的優點在于半成品的熱成型能力和由此引起的短的工藝時間。經常使用的纖維材料是玻璃、芳族聚酰胺和碳。在織物和襯墊中，纖維也可以相互成直角地走向，使得有機金屬板材的機械性能如剛度、強度和熱膨脹比在金屬板材情況下更好。

特別有利的是，作為基體材料的有機金屬板材由例如與以后通過壓鑄構造的殼體構件1相同或可比的塑料構造。以此方式在注塑包封時產生材料鎖合，使得能夠以簡單方式滿足密封性要求并且電池殼體件1的底部區域不必用另外的塑料材質填充。由于這種構思甚至能夠實現，僅需將電池殼體件1的環繞的殼體壁5以及接頭注塑到有機金屬板材上。在省去殼體底3的面式注塑包封的情況下，可以使用具有小的閉合力的壓鑄機。這降低了對資源和能量的需求。

在圖14至16中示出本發明電池殼體件1的第三實施例，具有集成的、紡織的平面半成品31。

如在圖15中所示，該紡織的平面半成品31例如是由玻璃纖維、碳纖維、金屬纖維、金屬蒸鍍的纖維或類似材料構成的襯墊或織物33。襯墊或織物33在所示實施例中首先經受成型過程，例如壓制方法，在該方法中，如在圖16中所示，成型體35可以構造有環繞的邊緣37。在接著制造電池殼體件1時將成型體35放置到模具中并用塑料材質注塑包封。以此方式將由纖維襯墊或纖維織物33構成的成型體35集成到電池殼體件1中。在本發明的該實施例中特別有利的是，除了提高剛度外還改善沖擊韌性以及通過使用金屬纖維或金屬蒸鍍的纖維而實現了emv(電磁兼容性)保護。

但原則上也可以是，殼體構件1用金屬蒸鍍，以確保足夠的emv保護。

但成型體35的環繞邊緣37也可以在后面的工藝中例如通過原型(urformen)來制成。

本發明包括在說明書、權利要求和附圖中公開的任意特征的組合。

參考標記列表

1電池殼體件

3殼體底

5殼體壁

7框架形加強構件

9三角形區段

11斜面

13接片區段

15槽道