DE102021125265A1 - Method for producing a housing part of a storage housing of an electrical energy storage device, housing part and storage housing - Google Patents
Method for producing a housing part of a storage housing of an electrical energy storage device, housing part and storage housing Download PDFInfo
- Publication number
- DE102021125265A1 DE102021125265A1 DE102021125265.2A DE102021125265A DE102021125265A1 DE 102021125265 A1 DE102021125265 A1 DE 102021125265A1 DE 102021125265 A DE102021125265 A DE 102021125265A DE 102021125265 A1 DE102021125265 A1 DE 102021125265A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- housing
- plastic
- fiber composite
- electrical energy
- housing part
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
- B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
- B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
- B29C45/14467—Joining articles or parts of a single article
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
- B29C45/14639—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles for obtaining an insulating effect, e.g. for electrical components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
- B29C45/14778—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles the article consisting of a material with particular properties, e.g. porous, brittle
- B29C45/14786—Fibrous material or fibre containing material, e.g. fibre mats or fibre reinforced material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
- B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
- B60L50/66—Arrangements of batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
- H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
- H01M50/222—Inorganic material
- H01M50/224—Metals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
- H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
- H01M50/227—Organic material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
- H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
- H01M50/231—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks having a layered structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
- H01M50/293—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by the material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
- B29C45/14467—Joining articles or parts of a single article
- B29C2045/1454—Joining articles or parts of a single article injecting between inserts not being in contact with each other
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/34—Electrical apparatus, e.g. sparking plugs or parts thereof
- B29L2031/3468—Batteries, accumulators or fuel cells
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/712—Containers; Packaging elements or accessories, Packages
- B29L2031/7146—Battery-cases
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Verfahren zur Herstellung eines Gehäuseteils (3) eines Speichergehäuses (2) eines elektrischen Energiespeichers (1) für einen Antrieb eines Kraftwagens, bei welchem ein als Faserverbundbauteil (5) oder als Blech (6) ausgebildetes Bauteil (4) zumindest teilweise mit einer aus einem Kunststoff (22) gebildeten Struktur (23) umspritzt wird, wobei bei dem Umspritzen (24) wenigstens ein von der aus dem Kunststoff (22) gebildeten Struktur (23) zumindest teilweise begrenzter Aufnahmeraum (30) ausgebildet wird, in welchem wenigstens eine Batteriezelle (31) des Energiespeichers (1) anordenbar ist.The invention relates to a method for producing a housing part (3) of a storage housing (2) of an electrical energy storage device (1) for a motor vehicle drive, in which a component (4) designed as a fiber composite component (5) or as a sheet metal (6) is at least partially is encapsulated with a structure (23) formed from a plastic (22), wherein during the encapsulation (24) at least one receiving space (30) at least partially delimited by the structure (23) formed from the plastic (22) is formed, in which at least one battery cell (31) of the energy store (1) can be arranged.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuseteils eines Speichergehäuses eines elektrischen Energiespeichers für einen Antrieb eines Kraftwagens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Gehäuseteil für ein Speichergehäuse eines elektrischen Energiespeichers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9 sowie ein Speichergehäuse für einen elektrischen Energiespeicher.The invention relates to a method for producing a housing part of a storage housing of an electrical energy storage device for a motor vehicle drive according to the preamble of
Die
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuseteils eines Speichergehäuses eines elektrischen Energiespeichers für einen Antrieb eines Kraftwagens, ein Gehäuseteil für ein Speichergehäuse eines elektrischen Energiespeichers und ein Speichergehäuse mit einem solchen Gehäuseteil zu schaffen, sodass Kosten des Speichergehäuses besonders gering gehalten werden können.The object of the invention is to create a method for producing a housing part of a storage housing of an electrical energy storage device for a motor vehicle drive, a housing part for a storage housing of an electrical energy storage device and a storage housing with such a housing part, so that the costs of the storage housing can be kept particularly low .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuseteils eines Speichergehäuses eines elektrischen Energiespeichers für einen Antrieb eines Kraftwagens mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein Gehäuseteil für ein Speichergehäuse eines elektrischen Energiespeichers mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 sowie durch ein Speichergehäuse für einen elektrischen Energiespeicher mit einem solchen Gehäuseteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der Beschreibung.This object is achieved according to the invention by a method for producing a housing part of a storage housing of an electrical energy storage device for a motor vehicle drive having the features of
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuseteils eines Speichergehäuses eines elektrischen Energiespeichers für einen Antrieb eines Kraftwagens. Der Kraftwagen ist vorzugsweise als Personenkraftwagen, Nutzkraftwagen oder Lastkraftwagen ausgebildet. Der Antrieb des Kraftwagens ist vorzugsweise als elektrische Maschine ausgebildet, mittels welcher der Kraftwagen antreibbar ist. Der elektrische Energiespeicher ist vorzugsweise als Akkumulator beziehungsweise als Batterie ausgebildet.A first aspect of the invention relates to a method for producing a housing part of a storage housing of an electrical energy storage device for a motor vehicle drive. The motor vehicle is preferably designed as a passenger car, commercial vehicle or truck. The drive of the motor vehicle is preferably designed as an electric machine, by means of which the motor vehicle can be driven. The electrical energy store is preferably designed as an accumulator or as a battery.
Um eine besonders hohe elektrische Leistung zum elektrischen, insbesondere rein elektrischen, Antreiben des Kraftfahrzeugs realisieren zu können, kann der Energiespeicher eine elektrische Spannung, insbesondere eine elektrische Betriebs- oder Nennspannung, aufweisen, welche vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere über 60 Volt, ist und vorzugsweise mehrere 100 Volt beträgt. Demnach ist der Energiespeicher vorzugsweise als eine Hochvoltkomponente ausgebildet. Das Speichergehäuse kann somit insbesondere als Hochvoltspeichergehäuse bezeichnet werden.In order to be able to achieve particularly high electrical power for the electrical, in particular purely electrical, driving of the motor vehicle, the energy store can have an electrical voltage, in particular an electrical operating or nominal voltage, which is preferably greater than 50 volts, in particular more than 60 volts and preferably several hundred volts. Accordingly, the energy store is preferably designed as a high-voltage component. The storage housing can thus be referred to in particular as a high-voltage storage housing.
Der Kraftwagen kann beispielsweise als, insbesondre rein, batterieelektrisches Fahrzeug ausgebildet sein. Alternativ kann der Kraftwagen beispielsweise als Hybridfahrzeug ausgebildet sein. Dabei kann der Kraftwagen zusätzlich zu der elektrischen Maschine eine Verbrennungskraftmaschine aufweisen, wobei der Kraftwagen mittels der elektrischen Maschine und/oder der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist.The motor vehicle can, for example, be in the form of, in particular, a purely battery-electric vehicle. Alternatively, the motor vehicle can be designed as a hybrid vehicle, for example. In this case, the motor vehicle can have an internal combustion engine in addition to the electric machine, it being possible for the motor vehicle to be driven by means of the electric machine and/or the internal combustion engine.
Das Speichergehäuse ist als Gehäuse beziehungsweise als Umhausung des elektrischen Energiespeichers ausgebildet. Das Speichergehäuse kann einen Innenraum des elektrischen Energiespeichers zumindest teilweise, insbesondere vollständig, begrenzen. In dem Innenraum kann wenigstens eine Batteriezelle des elektrischen Energiespeichers angeordnet sein. Vorzugsweise sind in dem Innenraum mehrere Batteriezellen des elektrischen Energiespeichers angeordnet.The storage housing is designed as a housing or as an enclosure for the electrical energy storage device. The storage housing can at least partially, in particular completely, delimit an interior space of the electrical energy storage device. At least one battery cell of the electrical energy store can be arranged in the interior. A plurality of battery cells of the electrical energy store are preferably arranged in the interior.
Die elektrische Maschine weist einen mit einem Maschinengehäuse verbundenen Stator und einen Rotor auf. Eine elektrische Leistung kann mittels der elektrischen Maschine in eine mechanische Leistung umgewandelt werden, wodurch der Rotor von dem Stator angetrieben werden kann und dadurch um eine Maschinendrehachse relativ zu dem Stator drehbar ist. Die elektrische Leistung kann von dem elektrischen Energiespeicher bereitgestellt werden, insbesondere über ein Bordnetz des Kraftwagens. Über den Rotor kann die elektrische Maschine wenigstens ein Drehmoment, insbesondere zum Antreiben des Kraftwagens, bereitstellen.The electrical machine has a stator connected to a machine housing and a rotor. Electrical power can be converted into mechanical power by means of the electrical machine, as a result of which the rotor can be driven by the stator and is therefore rotatable about a machine axis of rotation relative to the stator. The electrical power can be provided by the electrical energy store, in particular via an on-board network of the motor vehicle. The electric machine can provide at least one torque via the rotor, in particular for driving the motor vehicle.
Das Gehäuseteil ist vorzugsweise schalenförmig ausgebildet. Das gehäuseteil kann somit eine Gehäuseschale sein. Das Gehäuseteil kann ein insbesondere als Oberteil bezeichnetes Gehäuseoberteil des Speichergehäuses oder ein insbesondere als Unterteil bezeichnetes Gehäuseunterteil des Speichergehäuses sein.The housing part is preferably designed in the shape of a shell. The housing part can thus be a housing shell. The housing part can be an upper housing part of the storage housing, referred to in particular as an upper part, or a lower housing part of the storage housing, referred to in particular as a lower part.
Bei dem Verfahren wird ein als Faserverbundbauteil oder als Blech ausgebildetes Bauteil zumindest teilweise, insbesondere vollständig, mit einer aus einem Kunststoff gebildeten Struktur umspritzt. Mit anderen Worten ausgedrückt wird das Bauteil mittels Spritzgießen, insbesondere Kunststoffspritzguss, derart mit dem auf das Bauteil aufgespritzen Kunststoff, insbesondere stoffschlüssig, verbunden, sodass das Bauteil zumindest teilweise, insbesondere überwiegend oder vollständig, von der aus dem Kunststoff gebildeten Struktur umgeben ist. Wieder in anderen Worten begrenzt die aus dem Kunststoff gebildete Struktur das Bauteil, insbesondere direkt, wobei die Struktur mittels Spritzgießen hergestellt wird.In the method, a component designed as a fiber composite component or as sheet metal is at least partially, in particular completely, encapsulated with a structure made of plastic. In other words, the component is connected by injection molding, in particular plastic injection molding, to the plastic sprayed onto the component, in particular in a materially bonded manner, such that the component is at least partially, in particular predominantly or completely, surrounded by the structure formed from the plastic. In other words, the structure formed from the plastic delimits the component, in particular directly, with the structure being produced by means of injection molding.
Vorzugsweise ist das Bauteil als das Faserverbundbauteil ausgebildet. Somit ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Faserverbundbauteil zumindest teilweise, insbesondere überwiegend oder vollständig, mit der aus dem Kunststoff gebildeten Struktur umspritzt wird.The component is preferably designed as the fiber composite component. Thus, it is preferably provided that the fiber composite component is at least partially, in particular predominantly or completely, encapsulated with the structure formed from the plastic.
Das Blech ist vorzugsweise ein metallisches Dünnblech. Darunter kann insbesondere verstanden werden, dass eine Dicke des Blechs bezogen zur Längserstreckung und/oder Quererstreckung des Blechs besonders klein ist.The sheet metal is preferably a thin metal sheet. This can in particular be understood to mean that a thickness of the metal sheet is particularly small in relation to the longitudinal extent and/or transverse extent of the metal sheet.
Der Kunststoff kann ein Thermoplast oder ein Duroplast sein. Beispielsweise ist der Kunststoff Polycaprolactam, was insbesondere als Polyamid 6 (PA6) bezeichnet werden kann. Alternativ kann der Kunststoff ein thermoplastisches Elastomer (TPE) sein. Die aus dem Kunststoff gebildete Struktur kann insbesondere als Umspritzung beziehungsweise als Spritzgussstruktur bezeichnet werden.The plastic can be a thermoplastic or a thermoset. For example, the plastic is polycaprolactam, which can be referred to in particular as polyamide 6 (PA6). Alternatively, the plastic can be a thermoplastic elastomer (TPE). The structure formed from the plastic can in particular be referred to as an overmolding or as an injection-molded structure.
Um Kosten des Speichergehäuses besonders gering halten zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei dem Umspritzen wenigstens ein von der aus dem Kunststoff gebildeten Struktur zumindest teilweise, insbesondere überwiegend oder vollständig, begrenzter Aufnahmeraum ausgebildet wird, in welchem wenigstens eine Batteriezelle des elektrischen Energiespeichers zumindest teilweise, insbesondere überwiegend oder vollständig, anordenbar ist. Mit anderen Worten ausgedrückt wird infolge des Umspritzens des Bauteils beziehungsweise des Faserverbundbauteils mit der aus dem Kunststoff gebildeten Struktur der Aufnahmeraum gebildet beziehungsweise hergestellt, welcher zumindest teilweise, insbesondere direkt, von der aus dem Kunststoff gebildeten Struktur umgeben ist. Dabei ist die wenigstens eine Batteriezelle des elektrischen Energiespeichers in den Aufnahmeraum einsteckbar. Somit ist in vollständig hergestelltem Zustand des elektrischen Energiespeichers die Batteriezelle zumindest teilweise in dem Aufnahmeraum angeordnet. Die aus dem Kunststoff gebildete Struktur ist somit ein Funktionselement des Speichergehäuses, wobei der Aufnahmeraum als Positionierungshilfe oder als Befestigungseinrichtung der Batteriezelle vorgesehen sein kann.In order to be able to keep the costs of the accumulator housing particularly low, it is provided according to the invention that during the encapsulation at least one receiving space, which is at least partially, in particular predominantly or completely, delimited by the structure formed from the plastic, is formed, in which at least one battery cell of the electrical energy accumulator at least can be arranged partially, in particular predominantly or completely. In other words, as a result of the component or the fiber composite component being overmolded with the structure formed from the plastic, the receiving space is formed or produced, which is at least partially, in particular directly, surrounded by the structure formed from the plastic. The at least one battery cell of the electrical energy store can be inserted into the receiving space. The battery cell is therefore at least partially arranged in the receiving space when the electrical energy store is in the fully manufactured state. The structure formed from the plastic is thus a functional element of the storage housing, it being possible for the receiving space to be provided as a positioning aid or as a fastening device for the battery cell.
Vorzugsweise sind in der aus dem Kunststoff gebildeten Struktur eine Vielzahl von Aufnahmeräumen vorgesehen. Mit anderen Worten ausgedrückt werden bei dem Umspritzen eine Vielzahl von der aus dem Kunststoff gebildeten Struktur zumindest teilweise, insbesondere überwiegend oder vollständig, begrenzten Aufnahmeräumen ausgebildet, wobei in dem jeweiligen Aufnahmeraum jeweils wenigstens eine Batteriezelle des Energiespeichers zumindest teilweise, insbesondere vollständig, anordenbar beziehungsweise einsteckbar ist.A multiplicity of accommodation spaces are preferably provided in the structure formed from the plastic. In other words, during the encapsulation, a large number of receiving spaces are formed that are at least partially, in particular predominantly or completely, delimited by the structure formed from the plastic, with at least one battery cell of the energy storage device being able to be arranged or inserted at least partially, in particular completely, in each case .
Alternativ können in dem jeweiligen Aufnahmeraum jeweils mehrere Batteriezellen anordenbar sein. Die Batteriezellen können dabei als Zellpaket vorliegen. Darunter kann insbesondere verstanden werden, dass wenigstens ein Zellpaket in dem jeweiligen Aufnahmeraum des elektrischen Energiespeichers zumindest teilweise angeordnet werden kann, wobei das jeweilige Zellpaket mehrere Batteriezellen umfassen kann.Alternatively, multiple battery cells can be arranged in each receiving space. The battery cells can be present as a cell pack. This can in particular be understood to mean that at least one cell pack can be arranged at least partially in the respective receiving space of the electrical energy store, with the respective cell pack being able to comprise a plurality of battery cells.
Der jeweilige Aufnahmeraum weist vorzugsweise jeweils eine Aufnahmeöffnung auf, welche zumindest teilweise, insbesondere vollständig, von der aus dem Kunststoff gebildeten Struktur begrenzt ist. Beim Anordnen der jeweiligen Batteriezelle in dem jeweiligen Aufnahmeraum kann die jeweilige Batteriezelle durch die Aufnahmeöffnung hindurchgesteckt werden.The respective receiving space preferably has a receiving opening which is at least partially, in particular completely, delimited by the structure formed from the plastic. When arranging the respective battery cell in the respective receiving space, the respective battery cell can be inserted through the receiving opening.
Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde: Batterieelektrische Fahrzeuge weisen üblicherweise das insbesondere als Batteriegehäuse bezeichnete Speichergehäuse auf, welches mittels Blechen oder Profilen zu einer oder zu zwei Schalen gefügt werden kann, um Zellen, insbesondere Batteriezellen, oder Module, insbesondere Batteriemodule, aufzunehmen und zu kapseln. Dadurch können die Zellen beziehungsweise die Module vor dynamischen und/oder statischen Lasten und äußeren Einflüssen, wie beispielsweise elektrisch leitende oder korrosive Medien, geschützt werden. Ferner können Insassen des Kraftwagens durch das Speichergehäuse vor der in dem elektrischen Energiespeicher gespeicherten elektrischen Energie geschützt werden, insbesondere bei Fehlverhalten. Unter dem Fehlverhalten kann insbesondere ein Fehlverhalten der Insassen oder eine Fehlfunktion des Kraftwagens, insbesondere des Energiespeichers, verstanden werden. Dadurch kann eine Sicherheit des Kraftwagens besonders erhöht werden. Herkömmliche Speichergehäuse können üblicherweise aus besonders vielen Einzelteilen zusammengesetzt und aufwendig mit Modulen beziehungsweise Batteriezellen bestückt werden. Dadurch kann ein Herstellungsaufwand zur Herstellung des herkömmlichen Speichergehäuses besonders hoch sein, wodurch Kosten des herkömmlichen Speichergehäuses besonders hoch sein können. Zudem sind für das Speichergehäuse prinzipiell Konstruktionen aus Stahl und/oder Aluminium denkbar. Diese sind bei ihrer Herstellung allerdings besonders aufwendig. Zudem kann dabei durch eine Vielzahl der Fügepartner beziehungsweise Fügeverfahren eine besonders große Herausforderung beziehungsweise besonders großes Risiko bezüglich Toleranzen und Dichtigkeit des Speichergehäuses entstehen. Um dennoch Toleranzen und Dichtigkeit einhalten zu können, können dabei besonders hoher Aufwand und besonders hohe Kosten entstehen. Ferner ist ein Korrosionsschutz des Speichergehäuses beziehungsweise des elektrischen Energiespeichers über seine Lebensdauer zu gewährleisten. Bei einem herkömmlichen Speichergehäuse, welches besonders viele Komponenten und Fügeoperationen aufweist, können dabei besonders hohe Kosten und Produktionsrisiken entstehen.The invention is based in particular on the following findings and considerations: battery-electric vehicles usually have the storage device, which is referred to in particular as a battery housing housing, which can be joined to form one or two shells by means of metal sheets or profiles, in order to accommodate and encapsulate cells, in particular battery cells, or modules, in particular battery modules. As a result, the cells or the modules can be protected against dynamic and/or static loads and external influences, such as electrically conductive or corrosive media. Furthermore, occupants of the motor vehicle can be protected by the storage housing from the electrical energy stored in the electrical energy storage device, in particular in the event of incorrect behavior. The misconduct can in particular be understood as misconduct by the occupants or a malfunction of the motor vehicle, in particular of the energy store. As a result, the safety of the motor vehicle can be particularly increased. Conventional storage housings can usually be assembled from a particularly large number of individual parts and fitted with modules or battery cells in a complex manner. As a result, the production outlay for producing the conventional storage housing can be particularly high, as a result of which the costs of the conventional storage housing can be particularly high. In addition, in principle, constructions made of steel and/or aluminum are conceivable for the accumulator housing. However, these are particularly complex to produce. In addition, a large number of joining partners or joining methods can result in a particularly great challenge or particularly great risk with regard to tolerances and the tightness of the accumulator housing. In order to still be able to maintain tolerances and tightness, particularly great effort and particularly high costs can arise. Furthermore, protection against corrosion of the storage housing or of the electrical energy storage device must be ensured over its service life. In the case of a conventional memory housing, which has a particularly large number of components and joining operations, particularly high costs and production risks can arise.
Demgegenüber können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Teilezahl beziehungsweise Fügepartner besonders gering gehalten werden. Dabei kann das Speichergehäuse in einer einfachen Schalenbauweise umgesetzt werden. Durch das Spritzgießen können besonders einfach komplexe Geometrien mit besonders hoher Steifigkeit dargestellt werden. Zusätzlich können durch das Spritzgießen weitere Funktionen realisiert werden, beispielsweise die Positionierungshilfe beziehungsweise die Halteeinrichtung der Batteriezellen. Insbesondere dadurch, dass Teilezahl und Fügepartner bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders gering gehalten werden können, kann das Risiko bezüglich Toleranzen und Dichtigkeit besonders gering gehalten werden. Zusätzlich kann der Korrosionsschutz des Speichergehäuses über Lebensdauer besonders aufwandsarm gewährleistet werden. Ferner kann der Aufwand beim Fügen beziehungsweise Zusammensetzen des Speichergehäuses besonders gering gehalten werden. Somit können mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens Aufwand und Kosten, insbesondere Herstellkosten, sowie Produktionsrisiken des Speichergehäuses besonders gering gehalten werden.In contrast, the number of parts or joining partners can be kept particularly low in the method according to the invention. The storage housing can be implemented in a simple shell construction. Injection molding makes it particularly easy to produce complex geometries with particularly high rigidity. In addition, further functions can be realized through injection molding, for example the positioning aid or the holding device of the battery cells. In particular because the number of parts and joining partners can be kept particularly low in the method according to the invention, the risk with regard to tolerances and tightness can be kept particularly low. In addition, the corrosion protection of the accumulator housing can be guaranteed over the service life with particularly little effort. Furthermore, the effort involved in joining or assembling the storage housing can be kept particularly low. The method according to the invention can thus be used to keep expenditure and costs, in particular manufacturing costs, and production risks of the storage housing particularly low.
Vorzugsweise ist die aus dem Kunststoff gebildete Struktur eine äußere Schicht des Speichergehäuses. Die Struktur beziehungsweise die äußere Schicht nach innen und/oder nach außen gerichtet sein kann. Die äußere Schicht kann somit eine Außenseite sein, welche das Speichergehäuse nach außen hin begrenzt oder die Struktur kann eine innere Schicht sein, welche den Innenraum des elektrischen Energiespeichers direkt begrenzt. Die aus dem Kunststoff gebildete Struktur kann somit dem Speichergehäuse seine finale Form geben.Preferably, the structure formed from the plastic is an outer layer of the storage enclosure. The structure or the outer layer can be directed inwards and/or outwards. The outer layer can thus be an outside, which delimits the storage housing to the outside, or the structure can be an inner layer, which delimits the interior of the electrical energy storage directly. The structure formed from the plastic can thus give the memory housing its final shape.
Vorzugsweise ist die aus dem Kunststoff gebildete Struktur für die Steifigkeit des Speichergehäuses verantwortlich. Darunter kann insbesondere verstanden werden, dass die mechanische Steifigkeit des Speichergehäuses zumindest teilweise, insbesondere überwiegend, durch die aus dem Kunststoff gebildete Struktur bereitgestellt beziehungsweise erzielt wird.The structure formed from the plastic is preferably responsible for the rigidity of the storage housing. This can be understood in particular to mean that the mechanical rigidity of the accumulator housing is provided or achieved at least partially, in particular predominantly, by the structure formed from the plastic.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass als das Faserverbundbauteil ein Organoblech verwendet wird. Mit anderen Worten ausgedrückt ist das Faserverbundbauteil vorzugsweise als Organoblech ausgebildet. Unter dem Organoblech kann insbesondere ein Fasermatrixhalbzeug verstanden werden. Das Organoblech kann ein Fasergewebe oder ein Fasergelege aufweisen, wobei das Fasergewebe beziehungsweise das Fasergelege in eine, insbesondere thermoplastische, Kunststoffmatrix eingebettet ist. Mittels des Organoblechs kann das Speichergehäuse besonders vorteilhaft, insbesondere besonders einfach, hergestellt werden. Zudem kann mittels des Organoblechs ein Gewicht des Speichergehäuses besonders gering gehalten werden.Provision is preferably made for an organic sheet to be used as the fiber composite component. In other words, the fiber composite component is preferably designed as an organic sheet. The organo sheet can be understood in particular as a fiber matrix semi-finished product. The organo sheet can have a fibrous fabric or a fibrous structure, with the fibrous fabric or the fibrous structure being embedded in a plastic matrix, in particular a thermoplastic. The storage housing can be produced particularly advantageously, in particular particularly easily, by means of the organo sheet. In addition, the weight of the accumulator housing can be kept particularly low by means of the organic sheet.
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Faserverbundbauteil beziehungsweise das Organoblech wenigstens eine aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildete Schicht und wenigstens eine aus einem Metall gebildete Schicht umfasst, wobei die Schichten zur Herstellung des Organoblechs miteinander verbunden werden. Mit anderen Worten ausgedrückt werden bei der Herstellung des Organoblechs die aus dem faserverstärkten Kunststoff gebildete Schicht und die aus dem Metall gebildete Schicht aneinander, insbesondere übereinander, angeordnet und miteinander verbunden, insbesondere verpresst. Dadurch, dass das Faserverbundbauteil beziehungsweise das Organoblech die aus dem Metall gebildete Schicht umfasst, kann die insbesondere als Materialfestigkeit bezeichnete Festigkeit des Faserverbundbauteils beziehungsweise des Organoblechs besonders erhöht werden.In a further embodiment, it is provided that the fiber composite component or the organic sheet comprises at least one layer formed from a fiber-reinforced plastic and at least one layer formed from a metal, the layers being connected to one another to produce the organic sheet. In other words, in the manufacture of the Organic sheet, the layer formed from the fiber-reinforced plastic and the layer formed from the metal arranged on one another, in particular one above the other, and connected to one another, in particular pressed. Due to the fact that the fiber composite component or the organic sheet comprises the layer formed from the metal, the strength of the fiber composite component or the organic sheet, which is referred to in particular as material strength, can be particularly increased.
Die aus dem Metall gebildete Schicht dient vorzugsweise als Barriere beziehungsweise als Sperrschicht, um bei einem thermischen Event des elektrischen Energiespeichers eine Schutzfunktion des Speichergehäuses besonders zu erhöhen. Mit anderen Worten ausgedrückt kann eine thermische Verträglichkeit des Speichergehäuses durch die metallische Schicht besonders erhöht werden. Dadurch kann die Sicherheit des elektrischen Energiespeichers beziehungsweise des Speichergehäuses besonders erhöht werden. Die metallische Schicht ist vorzugsweise eine metallische Folie.The layer formed from the metal preferably serves as a barrier or as a blocking layer in order to particularly increase a protective function of the storage housing in the event of a thermal event in the electrical energy storage device. In other words, thermal compatibility of the memory housing can be particularly increased by the metallic layer. As a result, the safety of the electrical energy storage device or of the storage device housing can be particularly increased. The metallic layer is preferably a metallic foil.
Die aus dem Metall gebildete Schicht kann beispielsweise aus Stahl gebildet sein. Beispielsweise ist die aus dem Metall gebildete Schicht gitterförmig ausgebildet, wodurch die aus dem Metall gebildete Schicht insbesondere als Metallgitter beziehungsweise als Stahlgitter bezeichnet werden kann.The layer formed from the metal can be formed from steel, for example. For example, the layer formed from the metal is in the form of a lattice, as a result of which the layer formed from the metal can be referred to in particular as a metal lattice or as a steel lattice.
Der faserverstärkte Kunststoff umfasst vorzugsweise Polycaprolactam (PA6), welches vorzugsweise folienförmig beziehungsweise als Folie ausgebildet ist. Darunter kann insbesondere verstanden werden, dass das Faserverbundbauteil beziehungsweise das Organoblech aus einer PA6-Folie hergestellt wird.The fibre-reinforced plastic preferably comprises polycaprolactam (PA6), which is preferably designed in the form of a film or as a film. This can in particular be understood to mean that the fiber composite component or the organo sheet is produced from a PA6 film.
Der faserverstärkte Kunststoff ist vorzugsweise ein glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK) oder ein kohlefaserverstärkter Kunststoff (CFK). Die Kohlefasern und/oder die Glasfasern liegen dabei vorzugsweise als Gelege vor. Die Fasern, insbesondere Glasfasern und/oder Kohlefasern, sind dabei mattenförmig ausgebildet. Darunter kann insbesondere verstanden werden, dass das Faserverbundbauteil beziehungsweise das Organoblech aus Glasfasermatten oder aus Kohlefasermatten hergestellt wird. Dadurch, dass das Faserverbundbauteil den glasfaser- beziehungsweise kohlefaserverstärkten Kunststoff aufweist, kann die Festigkeit des Faserverbundbauteils besonders erhöht werden.The fiber-reinforced plastic is preferably a glass-fiber-reinforced plastic (GRP) or a carbon-fiber-reinforced plastic (CFRP). The carbon fibers and/or the glass fibers are preferably present as a non-crimp fabric. The fibers, in particular glass fibers and/or carbon fibers, are in the form of mats. This can in particular be understood to mean that the fiber composite component or the organo sheet is produced from glass fiber mats or from carbon fiber mats. Because the fiber composite component has the glass fiber or carbon fiber reinforced plastic, the strength of the fiber composite component can be particularly increased.
Vorzugsweise ist die aus dem Metall gebildete Schicht unmittelbar auf der aus dem faserverstärkten Kunststoff gebildeten Schicht angeordnet.The layer formed from the metal is preferably arranged directly on the layer formed from the fiber-reinforced plastic.
In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass das Faserverbundbauteil beziehungsweise das Organoblech zwei aus dem faserverstärkten Kunststoff gebildete und voneinander beabstandete Schichten umfasst, wobei die aus dem Metall gebildete Schicht zwischen den aus dem faserverstärkten Kunststoff gebildeten Schichten angeordnet wird. Mit anderen Worten ausgedrückt ist das Faserverbundbauteil beziehungsweise das Organoblech als Sandwichbauteil beziehungsweise als Sandwichstruktur ausgebildet, wobei die aus dem Metall gebildete Schicht zwischen den beiden aus dem faserverstärkten Kunststoff gebildeten Schichten angeordnet ist. Zur Herstellung des Faserverbundbauteils beziehungsweise des Organoblechs wird die aus dem Metall gebildete Schicht zwischen den aus dem faserverstärkten Kunststoff gebildeten Schichten angeordnet, wobei die aus dem Metall gebildete Schicht und die jeweilige aus dem faserverstärkten Kunststoff gebildete Schicht miteinander verbunden, insbesondere miteinander verpresst, werden. Dadurch können Steifigkeit beziehungsweise Festigkeit des Faserverbundbauteils beziehungsweise des Organoblechs besonders erhöht werden und gleichzeitig das Gewicht des Faserverbundbauteils beziehungsweise des Organoblechs besonders gering gehalten werden.In a further embodiment, it is provided that the fiber composite component or the organic sheet comprises two layers formed from the fiber-reinforced plastic and spaced apart from one another, the layer formed from the metal being arranged between the layers formed from the fiber-reinforced plastic. In other words, the fiber composite component or the organic sheet is designed as a sandwich component or as a sandwich structure, with the layer formed from the metal being arranged between the two layers formed from the fiber-reinforced plastic. To produce the fiber composite component or the organic sheet, the layer formed from the metal is arranged between the layers formed from the fiber-reinforced plastic, the layer formed from the metal and the respective layer formed from the fiber-reinforced plastic being connected to one another, in particular pressed together. As a result, the stiffness or strength of the fiber composite component or the organic sheet can be particularly increased and at the same time the weight of the fiber composite component or the organic sheet can be kept particularly low.
Das Faserverbundbauteil beziehungsweise das Organoblech kann somit einen Materialmix umfassen, welcher beispielsweise die Karbonfasermatte, die Glasfasermatte und die metallische Folie aufweist. Das Sandwichbauteil kann insbesondere als Stack oder als Sandwichplatine bezeichnet werden. Die Herstellung des Faserverbundbauteils beziehungsweise des Organoblechs kann beispielsweise mittels einer Doppelbandpresse erfolgen.The fiber composite component or the organic sheet can thus comprise a material mix which has, for example, the carbon fiber mat, the glass fiber mat and the metallic foil. The sandwich component can in particular be referred to as a stack or as a sandwich board. The fiber composite component or the organo sheet can be produced, for example, by means of a double belt press.
Die Batteriezelle ist vorzugsweise als Rundzelle ausgebildet. Darunter kann insbesondere verstanden werden, dass die Batteriezelle einen runden Querschnitt aufweist. Alternativ kann die Batteriezelle als prismatische Zelle ausgebildet sein. Darunter kann insbesondere verstanden werden, dass die Batteriezelle einen prismenförmigen Querschnitt aufweist. Die Batteriezelle ist in vollständig hergestelltem Zustand des elektrischen Energiespeichers vorzugsweise formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit der aus dem Kunststoff gebildeten Struktur verbunden. Somit kann die das Organoblech beziehungsweise das Faserverbundbauteil umgebende Spritzgussstruktur die Batteriemodule beziehungsweise die Batteriezellen aufnehmen.The battery cell is preferably designed as a round cell. This can in particular be understood to mean that the battery cell has a round cross section. Alternatively, the battery cell can be designed as a prismatic cell. This can in particular be understood to mean that the battery cell has a prismatic cross section. In the fully manufactured state of the electrical energy storage device, the battery cell is preferably connected to the structure formed from the plastic in a form-fitting and/or force-fitting manner. The injection-molded structure surrounding the organic sheet or the fiber composite component can thus accommodate the battery modules or the battery cells.
In einer weiteren Ausführungsform wird das Bauteil, insbesondere das Faserverbundbauteil beziehungsweise das Organoblech, vor dem Umspritzen warm umgeformt. Das Warmumformen kann insbesondere als Thermoformen bezeichnet werden. Dabei wird das Bauteil zunächst vorgeheizt. Dies kann insbesondere mittels eines Infrarotofens durchgeführt werden. Beim und/oder nach dem Vorheizen kann das Bauteil umgeformt beziehungsweise auf eine Presse gezogen werden. Anschließend kann das Bauteil mittels der Presse, insbesondere mittels beheizten Werkzeugs, umgeformt werden.In a further embodiment, the component, in particular the fiber composite component or the organo sheet, is hot-formed before overmoulding. Hot forming can be referred to as thermoforming in particular. The component is first preheated. This can be done in particular by means of an infrared oven. During and/or after preheating, the component can be formed or drawn onto a press. The component can then be formed by means of the press, in particular by means of a heated tool.
In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass vor dem Umspritzen, vorzugsweise nach dem Thermoformen, auf dem Bauteil, insbesondere dem Faserverbundbauteil beziehungsweise dem Organoblech oder dem Blech, ein Zellkontaktiersystem angeordnet wird, welches bei dem Umspritzen zusammen mit dem Bauteil zumindest teilweise, insbesondere vollständig, von dem Kunststoff umspritzt wird. Mit anderen Worten ausgedrückt ist das Zellkontaktiersystem zwischen der aus dem Kunststoff gebildeten Struktur und dem Bauteil angeordnet. Dadurch kann das Zellkontaktiersystem besonders vorteilhaft in das Gehäuseteil integriert werden, wodurch beispielsweise Kosten und Aufwand des Gehäuseteils besonders gering gehalten werden können.In a further embodiment, it is provided that before the overmoulding, preferably after the thermoforming, a cell contacting system is arranged on the component, in particular the fiber composite component or the organo sheet or the sheet metal, which during the overmoulding together with the component at least partially, in particular completely, overmolded by the plastic. In other words, the cell contacting system is arranged between the structure formed from the plastic and the component. As a result, the cell contacting system can be integrated particularly advantageously into the housing part, as a result of which, for example, the costs and complexity of the housing part can be kept particularly low.
Mittels des Zellkontaktiersystems können die Batteriezellen beziehungsweise Batteriemodule des elektrischen Energiespeichers elektrisch miteinander verbunden werden. In vollständig hergestelltem Zustand des elektrischen Energiespeichers berühren die Batteriezellen beziehungsweise die Batteriemodule das Zellkontaktiersystem direkt.The battery cells or battery modules of the electrical energy store can be electrically connected to one another by means of the cell contacting system. In the fully manufactured state of the electrical energy store, the battery cells or the battery modules touch the cell contacting system directly.
Alternativ kann das Zellkontaktiersystem im Nachgang montiert werden. Darunter kann insbesondere verstanden werden, dass das Zellkontaktiersystem nach dem Umspritzen mit der Spritzgussstruktur und/oder mit dem Bauteil verbunden wird. Die Verbindung kann dabei insbesondere eine Steckverbindung sein.Alternatively, the cell contacting system can be mounted afterwards. This can in particular be understood to mean that the cell contacting system is connected to the injection-molded structure and/or to the component after the overmolding. The connection can in particular be a plug-in connection.
Vorzugsweise berührt das Zellkontaktiersystem die aus dem Kunststoff gebildete Struktur und/oder das Bauteil, insbesondere das Faserverbundbauteil beziehungsweise das Organoblech, direkt.The cell contacting system preferably touches the structure formed from the plastic and/or the component, in particular the fiber composite component or the organo sheet, directly.
Vorzugsweise ist das Zellkontaktiersystem gitterförmig ausgebildet. Vorzugsweise kann das Zellkontaktiersystem mittels Stanzens hergestellt sein beziehungsweise werden, wodurch das Zellkontaktiersystem insbesondere als Stanzgitter bezeichnet werden kann.The cell contacting system is preferably designed in the form of a grid. The cell contacting system can preferably be produced by stamping, as a result of which the cell contacting system can in particular be referred to as a stamped grid.
Das Zellkontaktiersystem kann bereits vor dem Anordnen auf dem Bauteil zugeschnitten beziehungsweise zugestanzt sein. Darunter kann insbesondere verstanden werden, dass das Zellkontaktiersystem bereits vor seiner Montage eine endbauteilnahe Kontur beziehungsweise Geometrie aufweist, welche für das vollständig hergestellte Gehäuseteil vorgesehen ist. Des Weiteren kann das Zellkontaktiersystem Sollbruchstellen oder Trennpunkte aufweisen, wobei die Sollbruchstellen beziehungsweise die Trennpunkte nach dem Umspritzen beziehungsweise der Montage getrennt werden, wodurch eine gewünschte Verschaltung der jeweiligen Batteriezellen erzielt werden kann.The cell contacting system can already be cut or stamped before it is arranged on the component. This can in particular be understood to mean that the cell contacting system already has a contour or geometry close to the final component before it is assembled, which is intended for the fully manufactured housing part. Furthermore, the cell contacting system can have predetermined breaking points or separation points, with the predetermined breaking points or the separation points being separated after the overmolding or assembly, as a result of which a desired interconnection of the respective battery cells can be achieved.
In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass der Aufnahmeraum, insbesondere die Aufnahmeöffnung, bei dem Umspritzen wabenförmig ausgebildet wird. Mit anderen Worten ausgedrückt weist der jeweilige Aufnahmeraum, insbesondere die jeweilige Aufnahmeöffnung, einen wabenförmigen Querschnitt auf. Dadurch kann die Steifigkeit des Gehäuseteils besonders erhöht werden. Die Waben können somit insbesondere als Steifigkeitswaben bezeichnet werden. Dabei kann in Einbaulage des Speichergehäuses in dem Kraftwagen die Steifigkeit des Speichergehäuses, insbesondere in Fahrzeughochrichtung, besonders erhöht werden.In a further embodiment, it is provided that the receiving space, in particular the receiving opening, is formed in a honeycomb manner during the overmolding. In other words, the respective receiving space, in particular the respective receiving opening, has a honeycomb cross section. As a result, the rigidity of the housing part can be particularly increased. The honeycombs can thus in particular be referred to as stiffness honeycombs. In the installation position of the accumulator housing in the motor vehicle, the rigidity of the accumulator housing can be particularly increased, in particular in the vertical direction of the vehicle.
Die Waben können zusammenfassend insbesondere als Wabenstruktur bezeichnet werden. Die Wabenstruktur ist als Positionierhilfe beziehungsweise als Positionierungsgeometrie für die Batteriezellen in dem Speichergehäuse vorgesehen.In summary, the honeycombs can be referred to in particular as a honeycomb structure. The honeycomb structure is provided as a positioning aid or as a positioning geometry for the battery cells in the storage housing.
Vorzugsweise kann die jeweilige Wabe die jeweilige Batteriezelle positionsgenau aufnehmen, wodurch die jeweilige Batteriezelle besonders gut, insbesondere besonders sicher, in dem jeweiligen Aufnahmeraum angeordnet werden kann. Dabei sind vorzugsweise keine zusätzlichen Halteelemente für die Batteriezellen zum Halten der Batterieelemente in ihrer Einbaulage an dem Bauteil und/oder der Struktur einzubringen. Mit anderen Worten ausgedrückt ist das Gehäuseteil frei von einem zusätzlichen Halteelement, welches zusätzlich zu der aus dem Kunststoff gebildeten Struktur beziehungsweise den Waben vorgesehen ist. Dadurch können Kosten und Aufwand des Gehäuseteils beziehungsweise des Speichergehäuses besonders gering gehalten werden.The respective honeycomb can preferably accommodate the respective battery cell in a positionally accurate manner, as a result of which the respective battery cell can be arranged particularly well, in particular particularly securely, in the respective receiving space. In this case, preferably no additional holding elements for the battery cells for holding the battery elements in their installed position on the component and/or the structure are to be introduced. In other words, the housing part is free of an additional holding element, which is provided in addition to the structure formed from the plastic or the honeycomb. As a result, the costs and complexity of the housing part or the storage housing can be kept particularly low.
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass der jeweilige Aufnahmeraum als eine die aus dem Kunststoff gebildete Struktur, insbesondere vollständig, durchdringende Durchgangsöffnung ausgebildet wird. Mit anderen Worten ausgedrückt weist der jeweilige Aufnahmeraum die Aufnahmeöffnung und eine von der Aufnahmeöffnung beabstandete, insbesondere gegenüberliegend angeordnete, zweite Aufnahmeöffnung auf, wobei die beiden Aufnahmeöffnungen fluidisch miteinander verbunden sind. Dabei wird die Aufnahmeöffnung von einer ersten Seite der aus dem Kunststoff gebildeten Schicht, insbesondere vollständig, begrenzt und die zweite Aufnahmeöffnung wird von einer der ersten Seite gegenüberliegenden, zweiten Seite der aus dem Kunststoff gebildeten Struktur, insbesondere vollständig, begrenzt. Dadurch kann der jeweilige Aufnahmeraum teilweise von dem Zellkontaktiersystem begrenzt werden, wodurch die jeweilige Batteriezelle besonders vorteilhaft elektrisch mit dem Zellkontaktiersystem verbunden werden kann.In a further embodiment, it is provided that the respective receiving space is designed as a through-opening that penetrates the structure formed from the plastic, in particular completely. In other words, the respective receiving space has the receiving opening and a second receiving opening spaced apart from the receiving opening, in particular arranged opposite, wherein the two receiving openings are fluidically connected to one another. The receiving opening is delimited, in particular completely, by a first side of the layer formed from the plastic, and the second receiving opening is delimited, in particular completely, by a second side of the structure formed from the plastic, opposite the first side. As a result, the respective receiving space can be partially delimited by the cell contacting system, as a result of which the respective battery cell can be electrically connected to the cell contacting system in a particularly advantageous manner.
In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass eine Montagerichtung, in welcher die jeweilige Batteriezelle in dem jeweiligen Aufnahmeraum anordenbar ist, bezogen auf eine Einbaulage des elektrischen Energiespeichers in dem Kraftwagen in Fahrzeughochrichtung des Kraftwagens verläuft. Mit anderen Worten ausgedrückt wird beim Montieren der jeweiligen Batteriezelle in dem Speichergehäuse die jeweilige Batteriezelle entlang der Fahrzeughochrichtung in dem jeweiligen Aufnahmeraum angeordnet beziehungsweise in den jeweiligen Aufnahmeraum eingesteckt. Dadurch kann die jeweilige Batteriezelle besonders einfach montiert werden.In a further refinement, it is provided that an installation direction in which the respective battery cell can be arranged in the respective receiving space runs in the vertical direction of the motor vehicle in relation to an installation position of the electrical energy store in the motor vehicle. In other words, when the respective battery cell is installed in the storage housing, the respective battery cell is arranged in the respective receiving space or inserted into the respective receiving space along the vertical direction of the vehicle. As a result, the respective battery cell can be installed particularly easily.
Vorzugsweise wird auf das Bauteil und/oder auf die aus dem Kunststoff gebildete Struktur wenigstens ein Anbindungselement aufgebracht, insbesondere mittels Spritzguss und/oder mittels MuCell-Verfahren angespritzt. Das Anbindungselement kann insbesondere als Insert bezeichnet werden. Das Anbindungselement ist dazu vorgesehen, wenigstens eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung mit einem separat von dem Gehäuseteil ausgebildeten Bauelement zu ermöglichen. Wenn das Gehäuseteil als Gehäuseoberteil ausgebildet ist, kann das Bauelement beispielsweise das Gehäuseunterteil sein. Wenn das Gehäuseteil als Gehäuseunterteil ausgebildet ist, kann das Bauelement beispielsweise als Gehäuseoberteil ausgebildet sein. Das Bauelement kann beispielsweise ein Bauelement einer Karosserie des Kraftwagens sein, insbesondere ein Bodenelement eines Hauptbodens. Mittels des Anbindungselements kann die jeweilige Verbindung besonders vorteilhaft realisiert werden, wodurch beispielweise das Gewicht des Gehäuseteils beziehungsweise des Speichergehäuses besonders gering gehalten werden. Das Anbindungselement kann insbesondere als Anbindungspunkt bezeichnet werden.At least one connection element is preferably applied to the component and/or to the structure formed from the plastic, in particular by means of injection molding and/or by means of a MuCell process. The attachment element can in particular be referred to as an insert. The connection element is intended to enable at least one form-fitting and/or force-fitting connection to a component that is formed separately from the housing part. If the housing part is designed as a housing top part, the component can be the housing bottom part, for example. If the housing part is in the form of a lower housing part, the component can be in the form of an upper housing part, for example. The component can be, for example, a component of a body of the motor vehicle, in particular a floor element of a main floor. The respective connection can be implemented particularly advantageously by means of the connection element, as a result of which, for example, the weight of the housing part or the accumulator housing can be kept particularly low. The connection element can in particular be referred to as a connection point.
Vorzugsweise weist das Speichergehäuse wenigstens ein insbesondere als EMV-Sperrelement bezeichnetes Abschirmelement auf. Das Abschirmelement ist vorzugsweise dazu ausgebildet elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise abzuschirmen. Das Abschirmelement kann somit undurchlässig für die elektromagnetische Strahlung sein. Das Abschirmelement kann als Abschirmschicht ausgebildet sein, welche insbesondere als EMV-Sperrschicht bezeichnet werden kann. Dadurch kann eine elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) des Speichergehäuses beziehungsweise des elektrischen Energiespeichers besonders erhöht werden. Dadurch kann sowohl eine Störung anderer Geräte durch ungewollte elektrische oder elektromagnetische Effekte des elektrischen Energiespeichers vermieden werden als auch eine Störung des elektrischen Energiespeichers durch die anderen Geräte vermieden werden.The storage housing preferably has at least one shielding element, which is referred to in particular as an EMC blocking element. The shielding element is preferably designed to at least partially shield electromagnetic radiation. The shielding element can thus be impermeable to the electromagnetic radiation. The shielding element can be designed as a shielding layer, which can in particular be referred to as an EMC barrier layer. As a result, electromagnetic compatibility (EMC) of the storage housing or of the electrical energy storage device can be particularly increased. As a result, interference with other devices due to unwanted electrical or electromagnetic effects of the electrical energy storage device can be avoided, and interference with the electrical energy storage device by the other devices can be avoided.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Gehäuseteil für ein Speichergehäuse eines elektrischen Energiespeichers für einen Antrieb eines Kraftwagens. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.A second aspect of the invention relates to a housing part for a storage housing of an electrical energy storage device for a motor vehicle drive. Advantages and advantageous configurations of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous configurations of the second aspect of the invention and vice versa.
Das Gehäuseteil weist wenigstens ein als Faserverbundbauteil oder als Blech ausgebildetes Bauteil auf, welches zumindest teilweise von einer aus einem Kunststoff gebildeten Struktur umspritzt ist. Mit anderen Worten ausgedrückt ist das Bauteil zumindest teilweise, insbesondere vollständig, von der aus dem Kunststoff gebildeten Struktur umgeben, welche mittels Spritzguss herstellbar ist beziehungsweise hergestellt ist.The housing part has at least one component designed as a fiber composite component or as a sheet metal, which is at least partially encapsulated by a structure made of plastic. In other words, the component is at least partially, in particular completely, surrounded by the structure formed from the plastic, which can be produced or is produced by means of injection molding.
Vorzugsweise ist die aus dem Kunststoff gebildete Struktur unmittelbar auf dem Bauteil angeordnet.The structure formed from the plastic is preferably arranged directly on the component.
Um Kosten des Gehäuseteils besonders gering halten zu können, ist es vorgesehen, dass die aus dem Kunststoff gebildete Struktur wenigstens einen Aufnahmeraum des Gehäuseteils zumindest teilweise, insbesondere überwiegend oder vollständig, begrenzt, welcher durch das Umspritzen zumindest teilweise, insbesondere überwiegend oder vollständig, gebildet ist, wobei in dem wenigstens einen Aufnahmeraum wenigstens eine Batteriezelle des Energiespeichers zumindest teilweise, insbesondere vollständig, anordenbar beziehungsweise einsteckbar ist. Mit anderen Worten ausgedrückt ist die aus dem Kunststoff gebildete Struktur als den Aufnahmeraum zumindest teilweise, insbesondere direkt, begrenzende Wandung ausgebildet, wobei die Wandung durch das Umspritzen herstellbar ist beziehungsweise hergestellt ist. Dabei kann in dem Aufnahmeraum die wenigstens eine Batteriezelle des elektrischen Energiespeichers zumindest teilweise aufgenommen werden.In order to be able to keep the costs of the housing part particularly low, it is provided that the structure formed from the plastic at least partially, in particular predominantly or completely, delimits at least one receiving space of the housing part, which is at least partially, in particular predominantly or completely, formed by the encapsulation , wherein at least one battery cell of the energy storage device is at least partially, in particular completely, arranged in the at least one receiving space is bar or insertable. In other words, the structure formed from the plastic is designed as a wall that at least partially, in particular directly, delimits the receiving space, the wall being able to be produced or being produced by overmolding. The at least one battery cell of the electrical energy store can be at least partially accommodated in the accommodation space.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Speichergehäuse eines elektrischen Energiespeichers für einen Antrieb eines Kraftwagens, mit einem Gehäuseteil gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts und des zweiten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des dritten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.A third aspect of the invention relates to a storage housing of an electrical energy storage device for a drive of a motor vehicle, with a housing part according to the second aspect of the invention. Advantages and advantageous configurations of the first aspect and the second aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous configurations of the third aspect of the invention and vice versa.
Um Kosten des Speichergehäuses beziehungsweise des Kraftwagens besonders gering halten zu können, ist es vorgesehen, dass das Gehäuseteil als Gehäuseunterteil des Gehäuses ausgebildet ist und das Gehäuseunterteil mit einem separat von dem Gehäuseunterteil ausgebildeten Gehäuseoberteil verbunden ist, welches in Einbaulage in dem Kraftfahrzeug ein Bodenelement eines Hauptbodens einer Karosserie des Kraftfahrzeugs ist. Mit anderen Worten ausgedrückt weist das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand das Bodenelement des Hauptbodens der Karosserie auf, wobei das Bodenelement in Einbaulage des Speichergehäuses in dem Kraftfahrzeug als Gehäuseoberteil des Speichergehäuses ausgebildet ist beziehungsweise als das Gehäuseoberteil dient.In order to be able to keep the costs of the accumulator housing or of the motor vehicle particularly low, it is provided that the housing part is designed as a housing lower part of the housing and the housing lower part is connected to a housing upper part which is separate from the housing lower part and which, in the installed position in the motor vehicle, is a floor element of a main floor a body of the motor vehicle. In other words, the motor vehicle has the floor element of the main floor of the body in its fully manufactured state, the floor element being designed as the upper housing part of the storage housing or serving as the upper housing part when the accumulator housing is in the installed position in the motor vehicle.
Beispielsweise kann infolge einer Fahrzeugarchitektur beziehungsweise Karosseriearchitektur bei einem Fahrzeugcrash des Kraftwagens eine auf den Kraftwagen infolge des Unfalls wirkende Kraft, welche das Gehäuseteils beziehungsweise das Gehäuseunterteils beaufschlagt, über die Karosserie geleitet, insbesondere abgeleitet, beziehungsweise abgefangen werden. Dadurch kann bei dem Unfall eine auf das Gehäuseteil beziehungsweise das Gehäuseunterteil wirkende Kraft besonders gering gehalten werden, wodurch das Speichergehäuse, insbesondere das Gehäuseteil beziehungsweise das Gehäuseunterteil, in einer besonders einfachen Schalenbauweise umgesetzt werden kann. Dadurch können beispielsweise Kosten, Aufwand und Gewicht des Speichergehäuses besonders gering gehalten werden.For example, due to vehicle architecture or body architecture in a vehicle crash of the motor vehicle, a force acting on the motor vehicle as a result of the accident, which acts on the housing part or the lower housing part, can be conducted, in particular diverted, or absorbed via the body. As a result, in the event of an accident, a force acting on the housing part or the housing lower part can be kept particularly low, as a result of which the accumulator housing, in particular the housing part or the housing lower part, can be implemented in a particularly simple shell construction. As a result, for example, the costs, complexity and weight of the storage housing can be kept particularly low.
Die Karosserie des Kraftwagens kann insbesondere als Rohbau bezeichnet werden. Vorzugsweise handelt es sich bei der Karosserie um eine selbsttragende Karosserie.The body of the motor vehicle can in particular be referred to as a shell. The body is preferably a self-supporting body.
Ein weiterer Aspekt betrifft einen elektrischen Energiespeicher für einen Antrieb eines Kraftwagens, mit einem Speichergehäuse gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts, des zweiten Aspekts und des dritten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des weiteren Aspekts anzusehen und umgekehrt.A further aspect relates to an electrical energy store for a drive of a motor vehicle, with a store housing according to the third aspect of the invention. Advantages and advantageous configurations of the first aspect, the second aspect and the third aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous configurations of the further aspect and vice versa.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.Further features of the invention result from the claims, the figures and the description of the figures. The features and combinations of features mentioned above in the description and the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown alone in the figures can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Teilansicht eines elektrischen Energiespeichers von oben, mit einem erfindungsgemäßen Gehäuseteil, welches mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens herstellbar ist; und -
2 eine schematische Teilschnittansicht des elektrischen Energiespeichers aus1 ; und -
3 eine schematische Teilschnittansicht eines erfindungsgemäßen Gehäuseteils, welches mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens herstellbar ist; und -
4 ein schematisches Verfahrensdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Gehäuseteils; und -
5 eine schematische Teilschnittansicht eines erfindungsgemäßen Gehäuseteils gemäß einer weiteren Ausführungsform; und -
6 Veranschaulichung eines Thermoformprozesses eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und -
7 Veranschaulichung eines Thermoformprozesses eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform; und -
8 eine schematische Draufsicht und eine schematische Teilschnittansicht eines Bauteils und eines Zellkontaktiersystems eines erfindungsgemäßen Gehäuseteils; und -
9 Veranschaulichung eines Umspritzprozesses eines Bauteils eines erfindungsgemäßen Gehäuseteils eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und -
10 eine schematische Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Gehäuseteils gemäß einer weiteren Ausführungsform; und -
11 eine schematische Teilschnittansicht eines elektrischen Energiespeichers zur Veranschaulichung eines Fügeprozesses zum Fügen von Batteriezellen an ein erfindungsgemäßes Gehäuseteil; und -
12 eine schematische Teilschnittansicht eines elektrischen Energiespeichers zur Veranschaulichung eines Fügeprozesses zum Fügen von Batteriezellen an ein erfindungsgemäßes Gehäuseteil mittels Induktionsschweißen; und -
13 eine schematische Teilschnittansicht eines elektrischen Energiespeichers zur Veranschaulichung eines Fügeprozesses zum Fügen von Batteriezellen an ein erfindungsgemäßes Gehäuseteil mittels Ultraschallschweißen; und -
14 eine schematische Teilschnittansicht eines elektrischen Energiespeichers zur Veranschaulichung eines Fügeprozesses zum Fügen von Batteriezellen an ein erfindungsgemäßes Gehäuseteil mittels Entladung; und -
15 eine schematische Teilschnittansicht eines elektrischen Energiespeichers zur Veranschaulichung eines Fügeprozesses zum Fügen von Batteriezellen an ein erfindungsgemäßes Gehäuseteil mittels Laserschweißen; und -
16 eine schematische und perspektivische Teilansicht einer Karosserie eines Kraftwagens und eine schematische Teilschnittansicht eines Gehäuseoberteils eines Speichergehäuses eines elektrischen Energiespeichers.
-
1 a schematic partial view of an electrical energy store from above, with a housing part according to the invention, which can be produced by means of a method according to the invention; and -
2 a schematic partial sectional view of theelectrical energy store 1 ; and -
3 a schematic partial sectional view of a housing part according to the invention, which can be produced by means of a method according to the invention; and -
4 a schematic process diagram of a method according to the invention for producing a housing part according to the invention; and -
5 a schematic partial sectional view of a housing part according to the invention according to a further embodiment; and -
6 Illustration of a thermoforming process of a method according to the invention; and -
7 Illustration of a thermoforming process of a method according to the invention according to a further embodiment; and -
8th a schematic top view and a schematic partial sectional view of a component and a cell contacting system of a housing part according to the invention; and -
9 Illustration of an overmolding process of a component of a housing part according to the invention of a method according to the invention; and -
10 a schematic perspective view of a housing part according to the invention according to a further embodiment; and -
11 a schematic partial sectional view of an electrical energy store to illustrate a joining process for joining battery cells to a housing part according to the invention; and -
12 a schematic partial sectional view of an electrical energy store to illustrate a joining process for joining battery cells to a housing part according to the invention by means of induction welding; and -
13 a schematic partial sectional view of an electrical energy store to illustrate a joining process for joining battery cells to a housing part according to the invention by means of ultrasonic welding; and -
14 a schematic partial sectional view of an electrical energy store to illustrate a joining process for joining battery cells to a housing part according to the invention by means of discharge; and -
15 a schematic partial sectional view of an electrical energy store to illustrate a joining process for joining battery cells to a housing part according to the invention by means of laser welding; and -
16 a schematic and perspective partial view of a body of a motor vehicle and a schematic partial sectional view of a housing upper part of a storage housing of an electrical energy storage device.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.Elements that are the same or have the same function are provided with the same reference symbols in the figures.
Der elektrische Energiespeicher 1 weist in seinem vollständig hergestellten Zustand ein Speichergehäuse 2 auf. Der elektrische Energiespeicher 1 ist vorzugsweise als Hochvoltspeicher ausgebildet, wodurch das Speichergehäuse 2 insbesondere als Hochvoltspeichergehäuse (HVS-Speichergehäuse) bezeichnet werden kann. Das Speichergehäuse 2 umfasst ein Gehäuseteil 3.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das Faserverbundbauteil 5 zwei aus dem faserverstärkten Kunststoff 9 gebildete und voneinander beabstandete Schichten 10, 13 umfasst, wobei die aus dem Metall 11 gebildete Schicht 12 zwischen den aus dem faserverstärkten Kunststoff 9 gebildeten Schichten 10, 13 angeordnet wird. Mit anderen Worten ausgedrückt ist das Faserverbundbauteil 5 beziehungsweise das Organoblech 8 als Sandwichbauteil ausgebildet, wobei das Faserverbundbauteil 5 beziehungsweise das Organoblech 8 die aus dem faserverstärkten Kunststoff 9 gebildete, erste Schicht 10 eine die aus dem faserverstärkten Kunststoff 9 gebildete, dritte Schicht 13 aufweist, welche von der ersten Schicht 10 beabstandet ist, wobei die aus dem Metall 11 gebildete, zweite Schicht 12, zwischen der ersten und der dritten Schicht 10, 13 angeordnet ist.It is preferably provided that the fiber composite component 5 comprises two layers 10, 13 formed from the fiber-reinforced plastic 9 and spaced apart from one another, the layer 12 formed from the metal 11 being arranged between the layers 10, 13 formed from the fiber-reinforced plastic 9. In other words, the fiber composite component 5 or the organic sheet 8 is designed as a sandwich component, with the fiber composite component 5 or the organic sheet 8 having the first layer 10 formed from the fiber-reinforced plastic 9 and the third layer 13 formed from the fiber-reinforced plastic 9, which is spaced from the first layer 10, the second layer 12 formed from the metal 11 being arranged between the first and the third layer 10,13.
Somit ist es bei der Faserverbundbauteilherstellung 7 vorzugsweise vorgesehen, dass die aus dem faserverstärkten Kunststoff 9 gebildeten Schichten 10, 13 unter Zwischenanordnung der aus dem Metall 11 gebildeten Schicht 12 miteinander verbunden werden, insbesondere miteinander verpresst. Vorzugsweise wird die Faserverbundbauteilherstellung 7 mittels einer Doppelbandpresse durchgeführt. Dabei können die Schichten 10, 12, 13 in der Doppelbandpresse jeweils als Folie beziehungsweise in Folienform vorliegen und mittels der Doppelbandpresse miteinander verpresst werden.Thus, it is preferably provided in the fiber
Die Doppelbandpresse kann mehrere Antriebswalzen aufweisen. Vorzugsweise weist wenigstens eine der Antriebswalzen eine insbesondere als Heizregister bezeichnete Heizeinrichtung auf, welche zum Beheizen einer Folie beziehungsweise der Folien vorgesehen ist. Vorzugsweise weist wenigstens eine der Antriebswalzen eine insbesondere als Kühlregister bezeichnete Kühleinrichtung auf, mittels welcher das Faserverbundbauteil 5 beziehungsweise das Organoblech 8 gekühlt werden kann. Bei der Faserverbundbauteilherstellung 7 werden die Schichten 10, 12, 13 vorzugsweise mittels eines von der Doppelbandpresse bereitgestellten pneumatischen Flächendrucks miteinander verpresst. Vorzugsweise ist bei der Doppelbandpresse eine hydraulische Bandspannung vorgesehen. Die Faserverbundbauteilherstellung 7 kann insbesondere als Stacken bezeichnet werden. In folgender Tabelle sind mögliche Prozessparameter der Faserverbundbauteilherstellung 7 mittels der Doppelbandpresse zusammengefasst.
Ein nach dem ersten Schritt stattfindender zweiter Schritt des Verfahrens zur Herstellung des Gehäuseteils 3 kann insbesondere als Thermoformen 14 bezeichnet werden. Unter dem Thermoformen 14 kann insbesondere Warmumformen verstanden werden.A second step, which takes place after the first step, of the method for producing the
Das Thermoformen 14 kann Tiefziehen des Faserverbundbauteils 5 beziehungsweise des Organoblechs 8 umfassen. Dies ist in
Alternativ oder zusätzlich kann das Thermoformen 14 Biegen des Organoblechs 8 beziehungsweise des Faserverbundbauteils 5 umfassen.
Bei einem nach dem zweiten Schritt stattfindenden, dritten Schritt des Verfahrens zur Herstellung des Gehäuseteils 3 wird auf dem Faserverbundbauteil 5 beziehungsweise dem Organoblech ein Zellkontaktiersystem 21 angeordnet. Der dritte Schritt ist ein optionaler Schritt des Verfahrens. Das Zellkontaktiersystem 21 wird dabei auf einer Oberseite des Faserverbundbauteils 5 beziehungsweise des Organoblechs 8 angeordnet, wobei die Oberseite in Einbaulage des elektrischen Energiespeichers 1 in dem Kraftwagen eine in Fahrzeughochrichtung nach oben weisende Fläche ist.In a third step of the method for producing the
Bei einem nach dem zweiten Schritt beziehungsweise dem dritten Schritt stattfindenden, vierten Schritt des Verfahrens wird das Faserverbundbauteil 5 beziehungsweise das Organoblech 8 zumindest teilweise mit einer aus einem Kunststoff 22 gebildeten Struktur 23 umspritzt. Der vierte Schritt kann insbesondere als Umspritzen 24 bezeichnet werden. Der Kunststoff 22 ist vorzugsweise Polycaprolactam (PA6). Alternativ kann der Kunststoff 22 beispielsweise ein thermoplastisches Elastomer (TPE) sein.In a fourth step of the method that takes place after the second step or the third step, the fiber composite component 5 or the organic sheet 8 is at least partially overmoulded with a structure 23 formed from a plastic 22 . The fourth step can in particular be referred to as
Das Umspritzen 24 ist in
Vorzugsweise wird, insbesondere nach dem Entnehmen 28, wenigstens ein Dichtungselement 29 auf der Struktur 23 angeordnet beziehungsweise aufgebracht. Vorzugsweise ist das Dichtungselement 29 als umlaufende Dichtung ausgebildet. Das Dichtungselement 29 kann aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE) gebildet sein.Preferably, at least one sealing
Um Kosten des Speichergehäuses 2 beziehungsweise des elektrischen Energiespeichers 1 besonders gering halten zu können, ist es vorgesehen, dass bei dem Umspritzen 24 wenigstens ein von der aus dem Kunststoff 22 gebildeten Struktur 23 zumindest teilweise begrenzter Aufnahmeraum 30 ausgebildet wird, in welchem wenigstens eine Batteriezelle 31 des elektrischen Energiespeichers 1 zumindest teilweise anordenbar beziehungsweise einsteckbar ist. In dem in den
Alternativ kann es vorgesehen sein, dass die Zellkontaktierung 21 nicht von dem Kunststoff 22 umspritzt wird, sondern nach dem Umspritzen 24 auf dem Organoblech 8 beziehungsweise dem Faserverbundbauteil 5 angeordnet wird, insbesondere auf das Organoblech 8 beziehungsweise das Faserverbundbauteil 5 gesteckt wird. Mit anderen Worten ausgedrückt kann die Zellkontaktierung 21 alternativ statt vor dem vierten Schritt nach dem vierten Schritt auf dem Faserverbundbauteil 5 angeordnet werdenAlternatively, it can be provided that the
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass der jeweilige Aufnahmeraum 30 bei dem Umspritzen 24 wabenförmig ausgebildet wird. Mit anderen Worten ausgedrückt bildet die aus dem Kunststoff 22 gebildete Struktur 23 eine Wabenstruktur 34 aus, in welcher die Batteriezellen 31 anordenbar sind. Der jeweilige Aufnahmeraum 30 ist somit als Wabe 35 ausgebildet. Mittels der Wabenstruktur 35 kann eine Steifigkeit der Struktur 23 und somit des Gehäuseteils 3 besonders erhöht werden.Provision is preferably made for the respective receiving space 30 to be formed in a honeycomb manner during the
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass der jeweilige Aufnahmeraum 30 als eine die aus dem Kunststoff 22 gebildete Struktur 23, insbesondere vollständig, durchdringende Durchgangsöffnung 37 ausgebildet ist. Dies ist in
In folgender Tabelle sind exemplarische Maschinenparameter einer Spritzgießmaschine, mittels welcher das Faserverbundbauteil 5 von der aus dem Kunststoff 22 gebildeten Struktur umspritzt werden kann, beziehungsweise Prozessparameter des Umspritzens 24 zusammengefasst.
In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass eine Montagerichtung 38, in welcher die jeweilige Batteriezelle 31 in dem jeweiligen Aufnahmeraum 30 anordenbar beziehungsweise einsteckbar ist, bezogen auf eine Einbaulage des elektrischen Energiespeichers 1 in dem Kraftwagen in beziehungsweise entlang einer Fahrzeughochrichtung 39 des Kraftwagens verläuft. Vorzugsweise verläuft die Montagerichtung 38 dabei in Fahrzeughochrichtung 39 nach unten.In a further refinement, it is provided that a mounting
Der erste, der zweite, der dritte und der vierte Schritt des Verfahrens können in einem gemeinsamen Verfahrensschritt, das heißt in einer Anlage, oder in mehreren Verfahrensschritten, das heißt in mehreren, insbesondere zwei, drei oder vier, voneinander unterschiedlichen Anlagen durchgeführt werden.The first, the second, the third and the fourth step of the process can be carried out in a common process step, ie in one plant, or in several process steps, ie in several, in particular two, three or four, different plants.
Bei einem nach dem vierten Schritt stattfindenden fünften Schritt des Verfahrens wird das Gehäuseteil 3 spanend nachbearbeitet, was insbesondere als spanende Nachbearbeitung 41 bezeichnet werden kann. Der fünfte Schritt ist ein optionaler Schritt des Verfahrens. Bei der spanenden Nachbearbeitung 41 des Gehäuseteils 3 kann das Gehäuseteil 3 gefräst werden. Dabei können beispielsweise Durchbrüche des Gehäuseteils 3 gefräst werden.In a fifth step of the method, which takes place after the fourth step, the
Bei einem nach dem vierten Schritt beziehungsweise dem fünften Schritt des Verfahrens stattfindenden sechsten Schritt des Verfahrens wird das Gehäuseteil 3 hinsichtlich seiner Dichtheit geprüft, was insbesondere als Dichtprüfen 42 bezeichnet werden kann.In a sixth step of the method, which takes place after the fourth step or the fifth step of the method, the
Die jeweilige Batteriezelle 31 kann formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit der Struktur 23 und/oder dem Zellkontaktiersystem 21 verbunden werden. Mit anderen Worten ausgedrückt kann die jeweilige Batteriezelle 31 mittels Formschluss 43 und/oder mittels Kraftschluss 44 mit der aus dem Kunststoff 22 gebildeten Struktur 23 und/oder dem Zellkontaktiersystem 21 fixiert sein. Dabei können der Formschluss 43 und/oder der Kraftschluss 44 infolge des Steckens der jeweiligen Batteriezelle 31 in den jeweiligen Aufnahmeraum 30 realisiert sein. Mit anderen Worten ausgedrückt kann durch das Hindurchstecken der jeweiligen Batteriezelle 31 durch die Aufnahmeöffnung 33 beziehungsweise die Durchgangsöffnung 37 der Formschluss 43 beziehungsweise der Kraftschluss 44 realisiert sein. Dies ist in
In dem in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispielen ist das Gehäuseteil 3 als Gehäuseunterteil 52 des Speichergehäuses 2 ausgebildet. Vorzugsweise weist das Gehäuseteil 3 wenigstens ein Anbindungselement 53 auf, über welchen das als Gehäuseunterteil 52 ausgebildete Gehäuseteil 3 an einem Gehäuseoberteil 54 des Speichergehäuses 2 befestigt werden kann. Das Anbindungselement 53 kann ein Anbindungspunkt sein. In dem in
In vollständig hergestelltem Zustand des Speichergehäuses 2 ist das Gehäuseunterteil 52 mit dem Gehäuseoberteil 54, insbesondere direkt, verbunden. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das Gehäuseoberteil 54 in seiner Einbaulage in dem Kraftfahrzeug ein Bodenelement 58 eines Hauptbodens der Karosserie 57 des Kraftwagens ist. Dies ist in
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Energiespeicherenergy storage
- 22
- Speichergehäusestorage enclosure
- 33
- Gehäuseteilhousing part
- 44
- Faserverbundbauteilfiber composite component
- 55
- Blechsheet
- 66
- Bauteilcomponent
- 77
- Faserverbundbauteilherstellungfiber composite component production
- 88th
- Organoblechorganic sheet
- 99
- Kunststoffplastic
- 1010
- erste Schichtfirst layer
- 1111
- Metallmetal
- 1212
- zweite Schichtsecond layer
- 1313
- dritte Schichtthird layer
- 1414
- Thermoformenthermoforming
- 1515
- Rohlingblank
- 1616
- Endkonturfinal contour
- 1717
- erste Flächefirst face
- 1818
- zweite Flächensecond faces
- 1919
- dritte Flächenthird faces
- 2020
- Biegekantenbending edges
- 2121
- Zellkontaktiersystemcell contacting system
- 2222
- Kunststoffplastic
- 2323
- Strukturstructure
- 2424
- Umspritzenovermoulding
- 2525
- Einlegeninsertion
- 2626
- Werkzeughälftetool half
- 2727
- Holmspar
- 2828
- EntnehmenRemove
- 2929
- Dichtungselementsealing element
- 3030
- Aufnahmeraumrecording room
- 3131
- Batteriezellebattery cell
- 3232
- Wandungwall
- 3333
- Aufnahmeöffnungintake opening
- 3434
- Wabenstrukturhoneycomb structure
- 3535
- Wabehoneycomb
- 3737
- Durchgangsöffnungpassage opening
- 3838
- Montagerichtungmounting direction
- 3939
- Fahrzeughochrichtungvehicle elevation
- 4040
- Versteifungsrippenstiffening ribs
- 4141
- Nachbearbeitungpost processing
- 4242
- Dichtprüfenleak testing
- 4343
- Formschlussform fit
- 4444
- Kraftschlussadhesion
- 4545
- Induktorinductor
- 4646
- Sonotrodesonotrode
- 4747
- Lotschichtsolder layer
- 4848
- Stromabnehmerpantograph
- 4949
- Öffnungopening
- 5050
- LaserLaser
- 5151
- Laserstrahllaser beam
- 5252
- Gehäuseunterteilhousing base
- 5353
- Anbindungselementconnection element
- 5454
- Gehäuseoberteilhousing top
- 5555
- StutzenSupport
- 5656
- zweites Anbindungselementsecond connection element
- 5757
- Karosseriebody
- 5858
- Bodenelementfloor element
- AA
- Schnittbezugspunktsection reference point
- A-AA-A
- erster Schnittfirst cut
- BB
- Schnittbezugspunktsection reference point
- B-BB-B
- zweiter Schnittsecond cut
- CC
- Schnittbezugspunktsection reference point
- C-CC-C
- dritter Schnittthird cut
- DD
- Detailausschnittdetail cutout
- Ff
- KraftPower
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 102013204180 B4 [0002]DE 102013204180 B4 [0002]
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021125265.2A DE102021125265A1 (en) | 2021-09-29 | 2021-09-29 | Method for producing a housing part of a storage housing of an electrical energy storage device, housing part and storage housing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021125265.2A DE102021125265A1 (en) | 2021-09-29 | 2021-09-29 | Method for producing a housing part of a storage housing of an electrical energy storage device, housing part and storage housing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102021125265A1 true DE102021125265A1 (en) | 2023-03-30 |
Family
ID=85476905
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102021125265.2A Pending DE102021125265A1 (en) | 2021-09-29 | 2021-09-29 | Method for producing a housing part of a storage housing of an electrical energy storage device, housing part and storage housing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102021125265A1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120251863A1 (en) | 2011-03-31 | 2012-10-04 | GM Global Technology Operations LLC | Fabric composite support or enclosure for an automotive battery pack |
DE102016203711A1 (en) | 2016-03-08 | 2017-09-14 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Process for the preparation of a dimensionally stable hollow body and hollow body, produced by said process |
DE102019211193A1 (en) | 2019-07-26 | 2021-01-28 | Elringklinger Ag | Battery devices and methods for fixing battery cells |
DE102013204180B4 (en) | 2013-03-12 | 2021-07-08 | Robert Bosch Gmbh | Housing for accommodating a cell pack, battery, method for manufacturing a battery and method for manufacturing a fiber-reinforced plastic component for housing a battery |
EP3886240A1 (en) | 2020-03-24 | 2021-09-29 | Johns Manville | Battery enclosure |
-
2021
- 2021-09-29 DE DE102021125265.2A patent/DE102021125265A1/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120251863A1 (en) | 2011-03-31 | 2012-10-04 | GM Global Technology Operations LLC | Fabric composite support or enclosure for an automotive battery pack |
DE102013204180B4 (en) | 2013-03-12 | 2021-07-08 | Robert Bosch Gmbh | Housing for accommodating a cell pack, battery, method for manufacturing a battery and method for manufacturing a fiber-reinforced plastic component for housing a battery |
DE102016203711A1 (en) | 2016-03-08 | 2017-09-14 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Process for the preparation of a dimensionally stable hollow body and hollow body, produced by said process |
DE102019211193A1 (en) | 2019-07-26 | 2021-01-28 | Elringklinger Ag | Battery devices and methods for fixing battery cells |
EP3886240A1 (en) | 2020-03-24 | 2021-09-29 | Johns Manville | Battery enclosure |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3235021B1 (en) | Battery housing part for a traction battery of an electric or hybrid vehicle and battery housing | |
EP2656416B1 (en) | Device for holding at least one battery element | |
EP3041731B1 (en) | Fiber-composite plastic component and production process | |
WO2014140060A1 (en) | Housing consisting of a metal frame structure and a plastic component for receiving a cell stack | |
DE102017205439A1 (en) | Housing device and motor vehicle with a housing device | |
DE102012224041A1 (en) | Module arrangement for lithium ion battery assembly in hybrid drive system in e.g. motor car, has adapter plate co-operating with angles and plates to form connection with support structure, where angles are spaced along angle axles | |
EP4081389B1 (en) | Cover structure and smc mold, and method for producing such a cover structure | |
DE102011109701A1 (en) | External module, useful for a modularly designed housing component, comprises an external paneling, and a multi-layer structure comprising a thermoplastic forced vital capacity inner shell and outer shell having an outer skin | |
DE102016125705A1 (en) | Connection configuration for extruded battery case | |
DE102015209519A1 (en) | Composite component, method for producing a composite component and motor vehicle | |
WO2019016081A1 (en) | Rechargeable battery arrangement | |
EP4374449A1 (en) | Drive battery for a motor vehicle, and motor vehicle comprising such a drive battery | |
DE102017221347A1 (en) | Hybrid component with temperature control room | |
DE102021115444A1 (en) | Electrical energy store for a motor vehicle and method for producing such an electrical energy store | |
DE102021125265A1 (en) | Method for producing a housing part of a storage housing of an electrical energy storage device, housing part and storage housing | |
DE102011103986A1 (en) | Method for manufacturing electrochemical accumulator used in vehicle e.g. electric car, involves removing cover mold after hardening thermal isolating filling material filled in inner space between housing base portion and cover mold | |
DE102020005603A1 (en) | Traction battery for a vehicle and method of manufacturing a vehicle | |
DE102011075676A1 (en) | Energy storage module for power supply device used in motor vehicle, has thermal insulation and deformation energy absorption element that is made of expanded polypropylene and is provided between memory cells and housing | |
DE102017211372A1 (en) | Battery as well as vehicle with such a battery | |
DE102019131818A1 (en) | Battery housing for a battery, a battery with a battery housing and a method for producing a battery | |
WO2023232385A1 (en) | Modular system for producing at least two design variants of a storage housing for a motor vehicle and method | |
DE102019110630A1 (en) | Battery case, assembly, vehicle and method of assembling a battery case | |
WO2019158246A1 (en) | Method for the thermal insulation of vehicles or of vehicle parts | |
DE102019131229A1 (en) | Battery module for a motor vehicle and motor vehicle | |
DE102017215691A1 (en) | High-voltage accumulator, vehicle with high-voltage accumulator and method for producing a high-voltage accumulator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified |