本發(fā)明涉及一種用于電動(dòng)或混合動(dòng)力車(chē)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(dòng)車(chē)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(zhì)構(gòu)成。

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

在該背景下，本發(fā)明的任務(wù)在于，構(gòu)造一種用于電動(dòng)或混合動(dòng)力車(chē)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(hù)電池不損壞。

根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)的解決方案是，電池殼體件在第一部分區(qū)域中由塑料構(gòu)成并且在至少一個(gè)第二部分區(qū)域中由與該塑料不同的材料構(gòu)成。因此它是所謂的混合構(gòu)件。

以此方式能夠在減小重量的同時(shí)達(dá)到電池殼體件的高剛度。通過(guò)電池殼體件的高剛度，具有多個(gè)電池模塊和多個(gè)電池單元的電池，例如高壓電池–也被稱(chēng)為hv電池，在碰撞情況下也能被有效保護(hù)不損壞。由另一種材料構(gòu)成的第二部分區(qū)域可以有針對(duì)性地設(shè)置于在電池殼體件剛度方面能實(shí)現(xiàn)最大優(yōu)點(diǎn)的位置處。為電池殼體件的部分區(qū)域使用塑料使得盡管獲得了穩(wěn)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(dòng)或混合動(dòng)力車(chē)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(lèi)似物作為另外的組成部分。

本發(fā)明的有利擴(kuò)展和改進(jìn)在從屬權(quán)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(wěn)定性，有利的是，至少在電池殼體件的周邊的一個(gè)區(qū)段上設(shè)置至少一個(gè)加強(qiáng)構(gòu)件，該加強(qiáng)構(gòu)件由與電池殼體件不同的材料構(gòu)成。

在此，對(duì)于提高電池殼體件剛度特別有利的是，加強(qiáng)構(gòu)件為框架形構(gòu)造并且框架式圍繞電池殼體件周邊的至少一個(gè)區(qū)段。

為了簡(jiǎn)單并且成本有利地制造該加強(qiáng)構(gòu)件，有利的是，加強(qiáng)構(gòu)件由擠出型材構(gòu)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(chǎng)常見(jiàn)的并且必要時(shí)在其橫截面方面相應(yīng)適配。

為了將加強(qiáng)元件簡(jiǎn)單可靠地保持并固定在電池殼體件上，有利的是，加強(qiáng)構(gòu)件借助機(jī)械連接和/或通過(guò)注塑包封保持在電池殼體件上。

替換框架式加強(qiáng)元件，必要時(shí)除了框架式加強(qiáng)元件之外附加地，電池殼體件可以具有至少一個(gè)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(gòu)成。例如放置并固定有hv電池或各個(gè)電池模塊的面可以通過(guò)這種基本平坦的、呈內(nèi)置板形式的板元件形成。

在此，對(duì)于電池殼體件的高剛度有利的是，所述至少一個(gè)加強(qiáng)構(gòu)件和/或所述至少一個(gè)板元件由金屬材料和/或纖維增強(qiáng)塑料和/或有機(jī)金屬板材構(gòu)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(yōu)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(fā)明的有利實(shí)施例在附圖中簡(jiǎn)化示出并且在下面的說(shuō)明書(shū)中詳細(xì)解釋。

附圖示出：

圖1本發(fā)明電池殼體件的第一實(shí)施例，具有兩個(gè)框架形加強(qiáng)構(gòu)件，

圖2本發(fā)明第一實(shí)施例的第二圖，具有兩個(gè)框架形加強(qiáng)構(gòu)件，在該圖中，電池殼體件部分剖切地示出，

圖3框架形加強(qiáng)構(gòu)件的剖面圖，

圖4框架形加強(qiáng)構(gòu)件的不同視圖，

圖5兩個(gè)框架形加強(qiáng)構(gòu)件在俯視圖中，

圖6接合到本發(fā)明電池殼體件中的框架形加強(qiáng)構(gòu)件的剖面圖，

圖7至9用于將加強(qiáng)構(gòu)件固定在電池殼體件上的不同布置，

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

圖11本發(fā)明第二實(shí)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(fā)明電池殼體件的第三實(shí)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(shí)施例涉及電池殼體件1，該電池殼體件在實(shí)施例中構(gòu)造為向上敞開(kāi)的電池盒或電池盆的形式，具有殼體底3和作為邊緣的、環(huán)繞的法蘭式殼體壁5。該電池盒或電池盆也可以被稱(chēng)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(shè)置有蓋，該蓋例如呈必要時(shí)拉深的鋁板的形式，為了這些構(gòu)件之間的密封還可以設(shè)置液體密封裝置。

如在圖1至6中所示，按照第一實(shí)施例，為了在碰撞情況下提高剛度并保護(hù)電池殼體件1，使用框架形的加強(qiáng)構(gòu)件7。這些加強(qiáng)構(gòu)件7例如由金屬擠出型材、優(yōu)選由輕金屬如鋁構(gòu)成，通過(guò)成型、例如彎曲而形成環(huán)繞的或者說(shuō)閉合的框架，接著在端部處焊接。這樣的框架形加強(qiáng)構(gòu)件7對(duì)于電池殼體件1的剛度提高有顯著作用。替換地，加強(qiáng)構(gòu)件7也可以由單個(gè)的部分件形成，這些部分件在端部處通過(guò)焊接或中間元件相互連接。也可以設(shè)想，以框架形式構(gòu)造的加強(qiáng)構(gòu)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(qiáng)元件7。

為了提高電池殼體件1的機(jī)械剛度，在所示出的實(shí)施例中，兩個(gè)框架形加強(qiáng)構(gòu)件7與電池殼體件1優(yōu)選固定地連接。出于該原因并且為了使框架形加強(qiáng)構(gòu)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(qiáng)構(gòu)件7具有帶斜面11的三角形區(qū)段9以及銜接于該區(qū)段上的接片區(qū)段13。三角形區(qū)段9的造型以在側(cè)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(qiáng)構(gòu)件7的三角形區(qū)段9對(duì)于電池殼體件1形成棱邊保護(hù)。該加強(qiáng)構(gòu)件以其接片區(qū)段13保持在電池殼體件1的相應(yīng)的環(huán)繞槽道15中。

圖4示出例如由擠出型材構(gòu)造的加強(qiáng)構(gòu)件7的部分視圖，具有空隙部17，這些空隙部在最簡(jiǎn)單情況下例如通過(guò)在接片區(qū)段13中沖壓貫通開(kāi)口來(lái)構(gòu)造?？障恫?7用于在加強(qiáng)構(gòu)件7和電池殼體件1的塑料材質(zhì)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(qiáng)構(gòu)件7時(shí)塑料材質(zhì)流入空隙部17中并且在硬化時(shí)產(chǎn)生形狀鎖合。

相對(duì)于接片區(qū)段13上的空隙部17或貫通開(kāi)口替換地或附加地，也可以將加強(qiáng)構(gòu)件7借助夾式連接裝置19事后固定于在其它方面已經(jīng)完成的電池殼體件1上。在圖7至9中示出加強(qiáng)構(gòu)件7和電池殼體件1之間的這種夾式連接裝置19的實(shí)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(gòu)型。也可能的是，加強(qiáng)構(gòu)件7例如通過(guò)熱楔緊來(lái)固定在電池殼體件上。

也可能的是，取代將加強(qiáng)構(gòu)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(shè)置用于加強(qiáng)構(gòu)件7的接片區(qū)段13的槽道15。框架形彎曲的加強(qiáng)構(gòu)件7則可以事后以接片區(qū)段13推入到槽道15中并通過(guò)粘接而材料鎖合地或通過(guò)螺釘、鉚釘?shù)刃螤铈i合地固定。

在圖10至13中示出本發(fā)明電池殼體件1的第二實(shí)施例，具有兩個(gè)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(gòu)造。為了在碰撞情況下提高剛度并且保護(hù)電池殼體件1，為加強(qiáng)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(huán)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(shè)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(chǎn)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(guò)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(qū)域中例如設(shè)置橫截面為槽道形的、優(yōu)選環(huán)形地環(huán)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(guò)粘接或形狀鎖合地例如通過(guò)銷(xiāo)釘、鉚釘、螺釘和其它固定器件進(jìn)行。

出于密封原因有利的是，在電池殼體件1內(nèi)部設(shè)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(fā)明實(shí)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(jī)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(shuō)明的相同的方式集成到電池殼體件1的殼體底3中。

有機(jī)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(gòu)成。熱塑性基體的優(yōu)點(diǎn)在于半成品的熱成型能力和由此引起的短的工藝時(shí)間。經(jīng)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(jī)金屬板材的機(jī)械性能如剛度、強(qiáng)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(jī)金屬板材由例如與以后通過(guò)壓鑄構(gòu)造的殼體構(gòu)件1相同或可比的塑料構(gòu)造。以此方式在注塑包封時(shí)產(chǎn)生材料鎖合，使得能夠以簡(jiǎn)單方式滿(mǎn)足密封性要求并且電池殼體件1的底部區(qū)域不必用另外的塑料材質(zhì)填充。由于這種構(gòu)思甚至能夠?qū)崿F(xiàn)，僅需將電池殼體件1的環(huán)繞的殼體壁5以及接頭注塑到有機(jī)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(jī)。這降低了對(duì)資源和能量的需求。

在圖14至16中示出本發(fā)明電池殼體件1的第三實(shí)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(lèi)似材料構(gòu)成的襯墊或織物33。襯墊或織物33在所示實(shí)施例中首先經(jīng)受成型過(guò)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(gòu)造有環(huán)繞的邊緣37。在接著制造電池殼體件1時(shí)將成型體35放置到模具中并用塑料材質(zhì)注塑包封。以此方式將由纖維襯墊或纖維織物33構(gòu)成的成型體35集成到電池殼體件1中。在本發(fā)明的該實(shí)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(guò)使用金屬纖維或金屬蒸鍍的纖維而實(shí)現(xiàn)了emv(電磁兼容性)保護(hù)。

但原則上也可以是，殼體構(gòu)件1用金屬蒸鍍，以確保足夠的emv保護(hù)。

但成型體35的環(huán)繞邊緣37也可以在后面的工藝中例如通過(guò)原型(urformen)來(lái)制成。

本發(fā)明包括在說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求和附圖中公開(kāi)的任意特征的組合。

參考標(biāo)記列表

1電池殼體件

3殼體底

5殼體壁

7框架形加強(qiáng)構(gòu)件

9三角形區(qū)段

11斜面

13接片區(qū)段

15槽道

17空隙部

19夾式連接

21板元件

23板元件

25接片

27接片

29空隙部

31平面半成品

33襯墊或織物

35成型體

37邊緣