电池壳体制造技术

本发明专利技术涉及一种电池壳体(1)，其能够安装在车辆底部处，所述电池壳体包括槽(2)和用于闭合槽(2)的盖(3)，所述槽(2)具有槽底部(2.1)和一体地连接在其上的环绕的槽壁(2.2)，在所述槽中能够布置一个或多个电池模块，其中，在槽(2)内部，至少区段地沿着环绕的槽壁(2.2)布置有至少一个具有纵向延伸(L)和横向延伸(Q)的型材(4.1、4.2、4.3)形式的加强件(4)，其中型材(4.1、4.2、4.3)的纵向延伸(L)平行于槽壁(2.2)走向。(2.2)走向。(2.2)走向。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池壳体


[0001]本专利技术涉及一种电池壳体，该电池壳体可以安装在车辆底部处，该电池壳体包括槽和用于闭合该槽的盖，该槽具有槽底和一体地连接在其上的环绕的槽壁，在该槽中可以布置一个或多个电池模块。

技术介绍

[0002]汽车的持续电气化以及客户对这种车辆的高行程范围的期望要求开发高性能的电池设计。用于这样的电池/电池模块的壳体相应地经常具有在车辆的整个底部上的延展。产生了在结构空间、重量、碰撞性能、密封性、腐蚀、防火、电磁屏蔽等方面的复杂要求。
[0003]由于低成本、良好的可制造性、高碰撞性能和良好的电磁屏蔽，围绕电池模块的结构空间通常通过薄壁的金属壳体密封。由现有技术尤其已知两种基本的结构方式：第一组由板材构件、铸造构件和/或型材构件形成建构的电池壳体，例如参见DE 10 2016 110 330 A1。它们在可有效用于电池模块的、密封的内部空间方面具有碰撞性能和结构空间需求的良好关系。一个大的挑战是电池空间的尤其在角部的密封性，因为在那里大多情况下多个构件必须彼此接合，并由此不损害密封性。第二组是这样的电池壳体，其中密封的电池空间例如通过深拉、折叠或弯折的、但在所有情况下原则上都是槽状的构件与连接在槽的敞开侧上的盖组合地形成。由此得到一种待简单密封的、壳结构构造(槽结构构造)的设计，例如参见DE 10 2016 116 729 A1。
[0004]为了以槽结构方式也实现所要求的碰撞性能，槽通常在外部在潮湿区域中以环绕的碰撞框架包围，或者槽挂在这样的碰撞框架中，例如参见DE 10 2016 121 247 A1。
[0005]在槽的内部，格架结构通常提供附加的刚性，例如参见DE 10 2016 209 853 A1。通常，尤其是槽状构件的大多大倒圆的角中的一个限制是，对于主要是方形的电池模块的可供使用的结构空间的差的利用率。对此的解决方案例如在WO 2018/210420 A1中给出。
[0006]此外，在槽内部或外部的干燥和潮湿区域的分离决定性地确定了材料选择。分析中可表明，尤其对于碰撞框架来说，由于更高的强度和仅很小的允许变形空间，建议使用热成形钢。但是，由于在潮湿区域中通常缺少阴极腐蚀保护，因此热成形钢的使用是不可能的，从而必须考虑具有较低强度和与之相关的更大重量的镀锌冷成型钢。
[0007]由于所述原因，提供电池壳体的设计变型方案，该设计变型方案结合了两种结构形式的优点，该设计方案提供了针对槽状结构形式的电池壳体的、具有过程安全的密封性、直至角部的结构空间的良好利用率以及在重量轻的情况下的良好的碰撞性能的设计解决方案。

技术实现思路

[0008]因此，本专利技术的目的是提供一种电池壳体，该电池壳体在重量轻的同时提供过程可靠的密封性、结构空间的良好利用以及高的碰撞性能。
[0009]所述目的通过权利要求1的特征来实现。
[0010]专利技术人发现，当在槽内部至少区段地沿着环绕的槽壁设置至少一个具有纵向延伸和横向延伸的型材形式的加强件，其中型材的纵向延伸平行于槽壁走向时，可以提供一种用于电池壳体的设计变型方案，该设计变型克服了由现有技术描述的缺点，并且提供了一种槽结构形式的设计方案，该设计方案具有过程可靠的密封性、直至拐角的结构空间的良好利用以及高的碰撞性能。
[0011]利用所提出的结构方式可以特别有效地利用典型小的可供使用的结构空间。如果至少区段地环绕的加强件位于槽内，则槽结构方式和无槽结构方式的优点可以相互结合。在这种尺寸和加工深度的槽中，加工技术的限制通常要求在槽壁中的通常5
°
至10
°
的(脱模)成形斜面，在槽底部与槽壁之间的大的底部半径，并且如果存在凸缘，要求在槽壁与槽凸缘之间的大的凸缘半径以及大的且特别成形的角半径。在槽内尽量为长方体的电池模块与在槽外至少区段地环绕的加强件的布置尤其在角部区域显示缺点，这可导致至高10％的使用体积损失。如果加强件在现有的结构空间中位于槽内，则与电池模块相对的加强件可以明显更好地匹配于几何边界条件。
[0012]电池壳体在安装状态下尤其可松开地连接在车辆处或者车辆底部处。电池壳体的槽和盖限定了内部空间，所述电池壳体尤其基本上对应于长方体，在所述内部空间中能够布置一个或多个电池模块，其中根据实施方式，电池壳体能够沿车辆纵向方向比沿车辆横向方向更长地构造。电池壳体也可以构造成沿车辆纵向比沿车辆横向更短或者具有相同长度。至少一个以型材形式的加强件至少区段地沿着环绕的槽壁布置在槽的内部，从而例如电池壳体的至少一个区段在车辆纵向和/或车辆横向上被加强。根据设计方案，也可以仅增强沿车辆纵向的电池壳体区段和/或仅增强沿车辆横向的电池壳体区段。
[0013]纵向延伸应理解为型材在纵向方向和/或轴向方向上的走向。横向延伸横向于纵向延伸走向，尤其是在安装状态下相对于水平走向的横向延伸。型材的纵向延伸比横向延伸大至少两倍、尤其大至少五倍、优选大至少十倍。在最简单的实施方案中，该型材可以是横截面敞开的型材。
[0014]其他有利的设计方案和改进方案从下面的描述中得出。权利要求、说明书以及附图中的一个或多个特征可以与其中的一个或多个其它特征结合用于本专利技术的进一步的设计方案。来自独立权利要求的一个或多个特征也可以通过一个或多个其它特征组合。
[0015]为了确保最佳的且从电池壳体的所有侧面的“环绕式”保护，根据电池壳体的一个设计方案，至少一个加强件完全环绕地布置在槽内，其中该完全环绕的加强件可以由一个或多个型材件组成。由此，电池壳体不仅在车辆纵向方向上而且在车辆横向方向上都通过完全环绕的型材尤其在整个周向上被加强。加强件例如可由这样的型材组成，该型材如此构造，使得其能够沿着周向内置地布置在槽壁处。例如，可根据电池壳体或槽或槽壁的周向长度来切割轧制型材，并且在纵向延伸上的至少三个位置处直角折边至电池壳体的形状，该形状尤其大致对应于长方体形状，优选通过在折边位置处的斜面形式的先前的部分切边(Teilbeschnitt)，以简化或实现直角折边的设置，使得可将一体的框架状加强件布置在槽内。一种替代方案可以是使用管，所述管在随后的角区域中例如V形地切入直至外管壁(外周)上并且然后被弯曲并且连接、尤其是焊接。以这种方式，可以将一个完整环绕的框架一体地制造，或者备选地例如也可以将两个相互接合的C形区段制造成一个完整环绕的框架。此外，可选地，多个型材(其例如可在横截面中实施成L形、Z形或C形)可被组装在槽中以形
成框架状结构(环绕的框架)，其中，至少四个型材，该四个型材中的两个沿车辆纵向方向走向且两个沿车辆横向方向延伸，并且它们的端部分别被剪裁成斜面，从而实现对接连接。备选地，型材也可以分别连续地沿车辆纵向或沿车辆横向设置在槽内，其中，不连续的型材在端侧与连续型材的端部区段接触并连接。作为另一替代方案，可使用四个不连续的型材，其可经由在角中的相应的四个补偿件彼此连接成框架状的结构(环绕的框架)，该框架状的结构布置在槽内用于加强。补偿件可以是角形件，或者也可以是直形件，其中，它们的横截面不必与用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.电池壳体(1)，其能够安装在车辆底部处，所述电池壳体包括槽(2)和用于闭合槽(2)的盖(3)，所述槽具有槽底部(2.1)和一体地连接在其上的环绕的槽壁(2.2)，在所述槽中能够布置一个或多个电池模块，其特征在于，在槽(2)内部，至少区段地沿着环绕的槽壁(2.2)布置有至少一个具有纵向延伸(L)和横向延伸(Q)的型材(4.1、4.2、4.3)形式的加强件(4)，其中型材(4.1、4.2、4.3)的纵向延伸(L)平行于槽壁(2.2)走向。2.根据权利要求1所述的电池壳体，其中，至少一个所述加强件(4)完全环绕地布置在所述槽(2)内，其中，所述完全环绕的加强件(4)由一个或多个型材(4.1、4.2、4.3)组成。3.根据前述权利要求中任一项所述的电池壳体，其中，所述型材(4.1、4.2、4.3)由未涂覆的、经淬火的钢材料形成。4.根据前述权利要求中任一项所述的电池壳体，其中，所述型材(4.1、4.2、4.3)以这样的方式构造并布置在所述槽(2)内，使得所述型材(4.1、4.2、4.3)的背离所述槽壁(2.2)的侧区段(4
*
)与所述槽底部(2.1)成直角走向。5.根据前述权利要求中任一项所述的电池壳体，其中，所述型材(4.1、4.2、4.3)至少区段地与所述槽底部(2.1)和/或与所述槽壁(2.2)材料配合地连接。6.根据前述权利要求中任一项所述的电池壳体，其中，所述盖(3)具有盖底部(3.1)和一体地连接到所述盖底部处的环绕的盖壁(3.2)。7.根据前述权利要求中任一项所述的电池壳体，其中，所述盖(3)和/或所述槽(2)至少区段地具有一体地连接到所述盖壁(3.2)和/或所述槽壁(2.2)处的盖凸缘(3.3)和/或槽凸缘(2.3)。8.根据权利要求7所述的电池壳体，其中，所述盖(3)和所述槽(2)至少区段地具有盖凸缘(3.3)和槽凸缘(2....

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司，
类型：发明
国别省市：