用于棱柱形电芯壳体的壳体构件、电芯壳体和用于制造壳体构件的方法技术

技术编号:37861701 阅读:13 留言:0更新日期:2023-06-15 20:51
本发明专利技术涉及用于棱柱形电芯壳体的壳体构件、电芯壳体和用于制造壳体构件的方法。壳体构件包括构造为空心型材的基体和两个盖,盖基于第一方向焊接在基体的对置的侧上或能焊接在基体的对置的侧上,其中,壳体构件作为第一壳体构件被提供用于焊接到电芯壳体的至少一个第二壳体构件上,其中,第一壳体构件是两个盖中的一个或基体。在此,第一壳体构件包括用于布置在第二壳体构件上的边缘区域,其中,边缘区域具有穿过边缘区域的基于平行于第一方向的横截面沿第一方向变化的横截面几何形状。向的横截面沿第一方向变化的横截面几何形状。向的横截面沿第一方向变化的横截面几何形状。

【技术实现步骤摘要】
用于棱柱形电芯壳体的壳体构件、电芯壳体和用于制造壳体构件的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于电芯的棱柱形电芯壳体的壳体构件,其包括构造为空心型材的基体和两个盖,这两个盖基于第一方向焊接在基体的对置的侧上或可焊接在基体的对置的侧上,其中,壳体构件作为第一壳体构件被提供用于焊接到电芯壳体的至少一个第二壳体构件上,并且其中,第一壳体构件是两个盖中的一个或基体。此外,本专利技术还涉及一种电芯壳体和一种用于制造至少一部分的棱柱形电芯壳体的方法。

技术介绍

[0002]在迄今常见的尤其是用于机动车中的高压电池的棱柱形的电芯中,当电芯常规地安装在机动车中时,电芯电极或电芯端子和提供可释放的排气开口的通风元件布置在电芯的上侧,即布置在电池的最高点。然而,棱柱形的电芯的不同的几何形状和构造当前变得越来越重要。
[0003]例如,DE10 2018 207 327A1描述了一种用于存储用于机动车的电能的存储装置,其具有沿堆叠方向连续布置的并且形成至少一个电芯堆叠件的多个存储电芯。相应的存储电芯在此包括至少两个连接元件,这些连接元件布置在侧面,尤其是布置在存储电芯的彼此背对的侧上。此外,存储电芯具有布置在上侧的爆裂膜。电芯壳体可以具有刚好三个分别一体式地且单独构造的并且相互连接的壳体部件,或者也可以具有刚好两个分别一体式地且单独构造的并且相互连接的壳体部件,其构造为外壳元件。例如,上壁和下壁可以彼此一体式地和/或与前壁和后壁一体式地构造。作用为盖的两个侧壁可以与上壁、下壁、前壁和后壁材料锁合地连接、尤其是焊接。
[0004]由于新的电芯几何形状,尤其是关于电芯电极的布置,用于制造这种电芯壳体的制造过程也受到影响或改变。在理想情况下,这种电芯壳体在此应尽可能简单且廉价地制造。同时,该壳体还必须满足高的安全性要求,并且例如必须确保各个壳体构件相互拼接的拼接点也足够坚固地实施,以在电芯的使用寿命内保持。在制造中必须始终考虑适用的另一方面是一定的构件公差。该构件公差妨碍各个构件彼此间的匹配以及拼接过程。

技术实现思路

[0005]因此本专利技术的目的是,提供一种用于棱柱形电芯壳体的壳体构件、一种电芯壳体和一种方法,其能够以尽可能简单的和廉价的方式并且同时以安全和稳定的方式提供电芯壳体。
[0006]该目的通过具有根据相应的独立权利要求的特征的壳体构件、电芯壳体和方法来实现。本专利技术的有利的设计方案是从属权利要求、说明书和附图的主题。
[0007]根据本专利技术的用于电芯的棱柱形电芯壳体的壳体构件作为第一壳体构件被提供用于焊接到电芯壳体的至少一个第二壳体构件上,该壳体构件包括构造为空心型材的基体和两个盖,这两个盖以第一方向为基准焊接在基体的对置的侧上或可焊接在基体的对置的
侧上,其中,第一壳体构件是两个盖中的一个或基体。在此,第一壳体构件具有用于布置在第二壳体构件上的边缘区域,其中,边缘区域具有穿过边缘区域的基于平行于第一方向的横截面沿第一方向变化的横截面几何形状。
[0008]通过这种具有变化的横截面几何形状的边缘区域,可以更容易地设计用于制造电芯壳体的制造方法,并且可以使各个壳体构件的拼接设计为更可靠的和稳定的。这既适用于壳体构件设计为如上所述构造为空心型材的基体的情况,也适用于壳体构件构造为两个盖之一的情况。由于变化的横截面几何形状,例如可以提供公差补偿,利用该公差补偿可以抵消基体与盖之间的构件公差。此外可能的是,针对性地在基体与盖之间的布置区域中,通过在基体和/或盖中设置相应的留空部,可以为随后的焊缝安置、尤其是以焊接坡口的形式设置优化的区域。这最终促成待拼接的构件之间的明显更牢固和稳定的焊接连接。如果壳体构件例如提供为构造为空心型材的基体,那么在与相应的要安置在这些敞开的端部上的盖拼接之前,该基体可以例如通过适当的加工步骤、例如铣削等简单地在其敞开的端部上提供有这种环绕的边缘几何形状。此外,构造为空心型材的基体因此可以容易地提供为一体式的被挤出的空心型材。这尤其能够实现以简单的方式大量地提供基体,因为这些基体可以简单地通过将被挤出的长的坯件的切割成块,即通过切割若干块来提供。然后,可以通过在基体的一个端部或优选两个端部处的单独的加工步骤简单地提供边缘区域中的变化的横截面几何形状。相反,如果壳体构件实施为这样的盖,则该壳体构件也可以尤其同样通过适当的加工方法设有相应的环绕的边缘几何形状。因此,能够以特别简单的和廉价的方式最后提供极其稳固地组装的电芯壳体。变化的横截面几何形状既能够实现极为稳固的焊缝安置,又能实现补偿构件公差,这又简化制造本身。
[0009]因此,电芯的电芯壳体如所述的那样包括构造为空心型材的基体和两个盖,根据本专利技术的壳体构件和其随后还详细解释的实施方式应该被提供用于电芯,并且壳体构件本身也应被视为属于本专利技术。在此,基体和两个盖优选由金属材料形成,特别优选由铝形成。此外优选地,如稍后将更详细地解释的,用于电芯的两个电芯电极、尤其是电极触头(也被称为电芯端子)布置在盖上,尤其是在每个盖上布置有刚好一个这样的电芯端子。这些端子也由金属材料制成。前面描述的可释放的排气开口、尤其是通风元件优选没有布置在盖之一上,而是替代地布置在基体上。两个盖焊接到基体的分别对置的敞开的端部上,以提供电芯壳体。在没有布置在基体上的盖的情况下,基体由于其构造为空心型材而相应地具有通孔,该通孔沿上述的第一方向延伸。为了对基体和盖的其他的特征的简化的描述,此外也可以限定基体的中间轴线,从而使得该中间轴线平行于第一方向地延伸,并且在中间延伸通过基体,即在中间基于第二和第三方向居中地延伸,第二和第三方向相互垂直并且垂直于第一方向。因此,由基体提供的壳体壁在径向方向上包围该中心的中间轴线。径向方向在此尤其是指远离中心的中间轴线指向的并且垂直于中心的中间轴线的任何方向。在从垂直于该中间轴线的横截面中观察,由基体提供的壳体壁具有基本上是矩形的几何形状。在此,基本上意味着,基体可以不仅在内侧而且在外侧构造有倒圆的角部或沿第一方向延伸的倒圆的棱边。
[0010]通常,第一方向基于基体被限定为,使得这些敞开的端部基于第一方向对置。关于盖,第一方向被限定为,使得盖常规地布置在基体上。然后,朝向电芯壳体的内部空间的盖面以及朝向环境的盖面相应垂直于第一方向地定向,或者这些盖面的相应的表面法线平行
于第一方向地取向。如果壳体构件是基体,则边缘区域被全面限定为基体相对于第一方向的端部。在该情况下,基体具有两个边缘区域,其界定基体在第一方向上的延伸。两个这样的边缘区域可以构造有相应的变化的横截面几何形状。上述的横截面几何形状以及以下更详细描述的横截面几何形状为了简化在此仅关于单个这样的边缘区域进行解释,在壳体构件构造为基体的情况下也可以类似地适用于基体的其他的、基于第一方向对置的边缘区域。关于盖之一的边缘区域以受界定的方式(尤其是闭合地环绕盖的平行于第一方向的中间轴线地,即,在垂直于第一方向的每个方向上受界定地)被限定为垂直于第一方向的盖。在此也优选的是,电芯壳体的两个盖可以相同地构造,即两个盖在边缘区域中可以具有变化的横截面几何形状,尽管该本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电芯(10)的棱柱形电芯壳体(12)的壳体构件(14、16),所述壳体构件包括构造为空心型材的基体(14)和两个盖(16),这两个盖以第一方向(x)为基准焊接或能焊接在基体(14)的对置的侧上,

其中,所述壳体构件(14、16)作为第一壳体构件(14、16)被提供用于焊接到电芯壳体(12)的至少一个第二壳体构件(16、14)上;

其中,所述第一壳体构件(14、16)是两个盖(16)中的一个或所述基体(14);其特征在于,所述第一壳体构件(14、16)包括用于布置在第二壳体构件(16、14)上的边缘区域(R、20a),其中,所述边缘区域(R、20a)的穿过边缘区域(R、20a)的、平行于第一方向(x)的横截面具有沿第一方向(x)变化的横截面几何形状。2.根据权利要求1所述的壳体构件(14、16),其特征在于,所述第一壳体构件(14、16)是构造为空心型材的基体(14),所述基体具有沿第一方向(x)的长度(L)、沿垂直于第一方向(x)的第二方向(y)的宽度(B2)以及沿垂直于第一方向(x)和第二方向的第三方向(z)的高度(H),其中,基体(14)包围出内部空间(18),其中,所述边缘区域(R)包括沿第一方向(x)界定基体(14)的且提供基体(14)的端侧(14a)的边缘(14a),其中,所述边缘区域(R)构造为,使得基体(14)的内径(Ri)在边缘区域(R)中随着与边缘(14a)的距离的增加而减小,所述基体的内径限定基体(14)沿第二和/或第三方向(y、z)的内部尺寸(Ri)。3.根据前述权利要求中任一项所述的壳体构件(14、16),其特征在于,所述边缘区域(R)具有以第一方向(x)为基准的第一区段(A1),其中,所述第一区段(A1)包括边缘(14a),其中,所述第一区段(A1)具有朝向内部空间(18)的倾斜的棱边(26),尤其是根据第一倾斜角(α)相对于第一方向(x)倾斜的棱边(26)。4.根据前述权利要求中任一项所述的壳体构件(14、16),其特征在于,所述边缘区域(R)具有以第一方向(x)为基准的第二区段(A2),所述第二区段连接在第一区段(A1)上,其中,第二区段(A2)包括朝向内部空间(18)的内侧(34),该内侧相对于第一方向(x)尤其是以第二倾斜角(H)倾斜,该第二倾斜角小于第一倾斜角(α)并且在个位数的角度范围内。5.根据前述权利要求中任一项所述的壳体构件(14、16),其特征在于,所述边缘区域(R)基于第一方向(x)与基体(14)的中间区域(Z)连接,该中间区域垂直于第一方向(x)的壁厚(W)比边缘...

【专利技术属性】
技术研发人员:T
申请(专利权)人:奥迪股份公司
类型:发明
国别省市:

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