电池单元的或用于电池单元的壳体部件及用于将爆裂元件施加到电池单元的壳体部件上的方法技术

技术编号:19879989 阅读:33 留言:0更新日期:2018-12-22 18:35
本发明专利技术涉及一种用于将爆裂元件(4)施加到电池单元壳体部件(1)、尤其是设置用于封闭电池单元的壳体部件上的方法,包括下述步骤:提供壳体部件(1),该壳体部件(1)包括朝向电池单元内部的内侧(1c)和朝向电池单元外部(2)的外侧(1b)并且在壳体部件(1)中设有孔(1a),在电池单元内部出现不允许得高的压力上升的故障情况下,压力可通过该孔逸出到环境中,提供至少略大于孔(1a)的板状的爆裂元件(4),该板状的爆裂元件(4)这样从外侧(1b)被施加到孔(1a)上,使得其完全覆盖孔(1a),并且该板状的爆裂元件(4)的边缘区域(4a)环绕地与壳体部件(1)的围绕孔(1a)延伸的边缘区域(3)连接,从而板状的爆裂元件(4)将孔(1a)流体密封地封闭。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池单元的或用于电池单元的壳体部件及用于将爆裂元件施加到电池单元的壳体部件上的方法
本专利技术涉及一种根据权利要求1前序部分的、电池单元的或用于电池单元的壳体部件以及一种根据权利要求2前序部分的、用于将爆裂元件施加到电池单元的壳体部件上的方法。
技术介绍
电动车辆或混合动力车辆的高压蓄电池通常包括多个彼此电连接的电池模块。每个所述电池模块通常又包括多个彼此电连接的电池单元。这些电池单元分别具有壳体,该壳体例如可具有长方体形状或圆柱体形状。在运行期间电池单元可显著升温,这通常也伴随着电池单元内部的一定程度的压力上升。尽管电池单元内部的一定程度的压力上升是允许的,但在电池单元中发生故障时基于在其中进行的化学反应可能出现不允许的压力上升。当超过电池单元中的预定压力时,必须确保压力能够以“受控”或“定义”的方式降低。在市场上的电池单元、如安装在宝马电动车辆的高压蓄电池中的电池单元中,电池单元壳体由铝制成。在铝制壳体的盖中设有所谓的“爆裂片”,其同样可由铝制成。这种爆裂片通常被预冲压或激光雕刻出并借助复杂的微焊工艺焊接到电池单元壳体上或电池单元盖上。“预冲压”或“激光雕刻”是指爆裂片设有一条或多条减弱线,当超过预定压力时,爆裂片沿着这些减弱线裂开并允许压力从电池单元内部释放到环境中。这种爆裂片通常从朝向电池单元内部的一侧与电池壳体或电池盖焊接。
技术实现思路
本专利技术的任务在于,提供一种电池单元的或用于电池单元的壳体部件,在其中爆裂元件以其它有利的方式固定在电池单元的壳体部件上,并且还提出一种用于将爆裂元件施加到电池单元壳体部件上的相应方法。所述任务通过权利要求1和2的特征来解决。在从属权利要求中得到本专利技术的有利方案和扩展方案。本专利技术的出发点是一种电池单元的或用于电池单元的壳体部件。壳体部件例如可以是壳体盖。术语“壳体盖”例如可理解为电池单元的壳体的一部分,其相对于重力设置在电池单元的上侧或者其构成电池单元的上侧或上侧的一部分。根据本专利技术的壳体部件例如由金属材料、如铝或铝合金制成。壳体部件和/或电池单元壳体的壁厚例如可介于0.6和1mm之间的范围内。电池单元壳体例如可具有圆柱形或棱柱形、尤其是长方体形状。上述壳体部件具有朝向电池单元内部的内侧和朝向电池单元外部的外侧。在壳体部件中设有孔,在电池单元内部出现不允许得高的压力上升的故障情况下,压力可通过该孔逸出到环境中。在正常情况下、即当电池单元处于良好状态中并且电池单元内部的压力小于预定的最大允许压力时,板状的爆裂元件完全覆盖设置在壳体部件中的孔。在“正常情况”下、即当电池单元处于良好状态中时,爆裂元件的边缘区域环绕地与壳体部件的围绕孔延伸的边缘区域连接,从而爆裂元件流体密封地将孔封闭。根据本专利技术的电池单元的或用于电池单元的壳体部件的重要特征在于,所述板状的爆裂元件至少略大于孔并且从壳体部件的外侧被施加孔上。与开头提到的具有至少一个材料减弱部的爆裂片不同,在本专利技术中规定:当超过预定的电池单元内部压力(在电池单元内部的压力)时,在爆裂元件和壳体部件之间的连接失效或断裂或裂开并且设置在壳体部件外侧上的、覆盖设置在壳体部件中的孔的爆裂元件部分地或完全与壳体部件分离,并且在电池单元内部形成的内压能够释放到环境中。如上所述,壳体部件例如可由金属制成,爆裂元件例如可由塑料材料制成。作为替代方案也可规定,壳体部件由塑料材料制成并且爆裂元件由金属制成。本专利技术的技术方案不仅涉及上述的电池单元的或用于电池单元的壳体部件,而且也涉及用于将爆裂元件施加到电池单元的这种壳体部件、尤其是设置用于封闭电池单元的壳体部件、如电池单元的壳体盖元件上的方法。根据本专利技术的壳体部件可由金属材料、如铝或铝合金制成并且具有朝向电池单元内部的内侧和朝向电池单元外部的外侧。在壳体部件中设有孔,在电池单元内部出现不允许得高的压力上升的故障情况下,压力可通过该孔逸出到环境中。本专利技术方法的基本思想在于:提供板状的爆裂元件,其至少略大于设置在壳体部件中的孔。板状的爆裂元件这样从外侧被施加到孔上,使得其完全覆盖孔。板状的爆裂元件的边缘区域环绕地与壳体部件的围绕孔延伸的边缘区域连接,从而板状的爆裂元件流体密封地、尤其是气密地封闭该孔。流体密封或气密在此意义中应理解为基本上流体密封或基本上气密,在此直至5*10-6(mbar*l)/s的泄漏率被认为是气密的。根据本专利技术的一种扩展方案,板状的爆裂元件的边缘区域与壳体部件的围绕孔延伸的边缘区域的连接无粘合剂地、如通过机械粘合实现。术语“机械粘合”可理解为板状的爆裂元件的朝向壳体部件的下侧与壳体部件的朝向爆裂元件的上侧之间的(微米或纳米范围内的)形锁合锚定。通过使爆裂元件的下侧与壳体部件的上侧在毛细管、孔隙或侧凹区域中彼此形锁合的嵌接产生形锁合。爆裂元件在壳体部件上的机械锚定基于爆裂元件的材料侵入这种毛细管、孔隙或侧凹中,在此“侵入”通过在连接爆裂元件期间爆裂元件的材料流动实现并且爆裂元件的“流动的材料”在连接爆裂元件之后、即在其流入壳体部件的表面结构部中、即流入壳体部件的毛细管、孔隙或侧凹之后(再次)凝固。根据本专利技术的一种扩展方案,使用由塑料材料、如聚丙烯材料制成的板状的爆裂元件。因此,爆裂元件和在其上固定爆裂元件的壳体部件可涉及不同的材料、尤其是金属(如制造壳体部件的铝或铝合金)和非金属(尤其是制造爆裂元件的塑料材料)的材料组合。重要的是,用于壳体部件和爆裂元件的材料具有低透水性。作为用于壳体部件和爆裂元件的材料也可考虑多层材料复合物、如具有聚丙烯-铝-聚丙烯层的材料复合物,如以箔的形式。为了产生用于机械粘合或用于形锁合连接爆裂元件的下侧与壳体部件的上侧所需的、微米或纳米范围内的表面结构部(如毛细管、孔隙、侧凹等),可规定,在施加爆裂元件之前,在壳体部件的外侧上通过激光加工并由此粗糙化围绕孔延伸的边缘区域的表面。如上所述,作为替代方案可规定,壳体部件由塑料制成并且爆裂片由金属制成。在此情况下,可将爆裂元件、至少是爆裂元件的边缘区域类似于上述说明粗糙化,其中,在按压或挤压爆裂元件期间壳体部件的塑料材料将开始流动并且流入爆裂元件的表面结构部的侧凹区域中。所有在说明中提到的方法步骤(对于壳体部件由塑料并且爆裂片由金属制成的情况)也可“反过来”使用,即说明书中提到的壳体部件和爆裂元件的材料以及相应的方法步骤可相互调换地使用。通过所述激光加工或粗糙化制造出用于形锁合连接爆裂元件与壳体部件所需的(微米或纳米范围内的)表面结构部。通过激光加工例如可产生槽纹状结构部和/或蘑菇头状结构部。通过激光加工孔的边缘区域尤其是可产生壳体部件材料的氧化物连接部(例如在铝的情况下产生氧化铝结构部)。实验已经表明,通过激光加工可产生氧化物结构部,其形状类似蘑菇头,由此可形成大量侧凹区域,它们能实现具有定义的最大断裂强度的爆裂片的良好固定。作为激光加工的替代方案,粗糙化也可通过其它适合的加工方法、如通过喷砂实现。根据本专利技术的一种扩展方案,这样加工孔的边缘区域,使得产生槽纹状和/或蘑菇头状结构部或概括地说得到这样的表面结构部或粗糙度,其尺寸(如表面粗度或各个波峰之间的距离)处于微米范围内或亚微米范围内或纳米范围内。如上所述,在爆裂元件的下侧上连接爆裂板件时爆裂板件的材料开始流动并且侵入通过激光加工产生的表面结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电池单元的或用于电池单元的壳体部件(1),所述壳体部件(1)包括朝向电池单元内部的内侧(1c)和朝向电池单元外部(2)的外侧(1b),‑在壳体部件(1)中设有孔(1a),在电池单元内部出现不允许得高的压力上升的故障情况下,压力能通过该孔逸出到环境中,‑设置有板状的爆裂元件(4),该爆裂元件完全覆盖孔(1a),该爆裂元件(4)的边缘区域(4a)环绕地与壳体部件(1)的围绕孔(1a)延伸的边缘区域(3)连接,从而将孔(1a)流体密封地封闭,其特征在于,‑所述板状的爆裂元件(4)至少略大于孔(1a)并且从外侧(1b)被施加到孔(1a)上,在此规定:‑当超过电池单元内部的预定压力时,在爆裂元件(4)和壳体部件(1)之间的连接失效并且爆裂元件(4)部分地或完全地与壳体部件(1)分离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.08 DE 102016212450.11.电池单元的或用于电池单元的壳体部件(1),所述壳体部件(1)包括朝向电池单元内部的内侧(1c)和朝向电池单元外部(2)的外侧(1b),-在壳体部件(1)中设有孔(1a),在电池单元内部出现不允许得高的压力上升的故障情况下,压力能通过该孔逸出到环境中,-设置有板状的爆裂元件(4),该爆裂元件完全覆盖孔(1a),该爆裂元件(4)的边缘区域(4a)环绕地与壳体部件(1)的围绕孔(1a)延伸的边缘区域(3)连接,从而将孔(1a)流体密封地封闭,其特征在于,-所述板状的爆裂元件(4)至少略大于孔(1a)并且从外侧(1b)被施加到孔(1a)上,在此规定:-当超过电池单元内部的预定压力时,在爆裂元件(4)和壳体部件(1)之间的连接失效并且爆裂元件(4)部分地或完全地与壳体部件(1)分离。2.用于将爆裂元件(4)施加到电池单元的壳体部件(1)、尤其是设置用于封闭电池单元的壳体部件上的方法,包括下述步骤:提供壳体部件(1),该壳体部件(1)包括朝向电池单元内部的内侧(1c)和朝向电池单元外部(2)的外侧(1b),并且在壳体部件(1)中设有孔(1a),在电池单元内出现不允许得高的压力上升的故障情况下,压力能通过所述孔逸出到环境中,其特征在于,提供至少略大于孔(1a)的板状的爆裂元件(4),将该板状的爆裂元件(4)从外侧(1b)施加到孔(1a)上,使得该爆裂元件完全覆盖孔(1a),并且将该板状的爆裂元件(4)的边缘区域(4a)环绕地与壳体部件(1)的围绕孔(1a)延伸的边缘区域(3)连接,使得板状的爆裂元件(4)将孔(1a)流体密封地封闭。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述板状的爆裂元件(4)的边缘区域(3)与壳体部件(1)的围绕孔(1a)延伸的边缘区域(3)的连接无粘合剂地实现。4.根据权利要求2或3所述的方法,其特征在于,所述连接通过机械粘合实现。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员:R·道布J·黑罗尔德C·辛格N·齐乌瓦拉斯T·蔡林格
申请(专利权)人:宝马股份公司
类型:发明
国别省市:德国,DE

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