-
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für ein elektrisches Bauteil, insbesondere für eine Batterie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage eines solchen Gehäuses.
-
Zur Abschirmung von Gehäusen, insbesondere metallischen Gehäusen, für elektrische Bauteile, z. B. für Batterien, gegen elektromagnetische Störfelder ist eine elektromagnetische Verträglichkeit erforderlich. Dabei sind unterschiedliche Lösungen für eine möglichst gute Leitfähigkeit im Kontaktbereich zweier Gehäuseteile bekannt. Beispielsweise ist zwischen zwei Gehäuseteilen eine kontaktierende Schraub-, Schweiß- oder Nietverbindung ausgebildet.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Gehäuse für ein elektrisches Bauteil, insbesondere für eine Batterie, sowie ein verbessertes Verfahren zur Montage eines solchen Gehäuses anzugeben.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Gehäuses durch die in Anspruch 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die in Anspruch 8 angegebenen Merkmale gelöst.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Ein Gehäuse für ein elektrisches Bauteil, insbesondere für eine Batterie, umfasst als Gehäuseteile zumindest einen Gehäusedeckel und einen Gehäuseboden. Erfindungsgemäß ist in einem Verbindungsbereich der Gehäuseteile eine Struktur derart ausgebildet, dass die Gehäuseteile im Verbindungsbereich mittels einer elastischen Vorspannkraft mechanisch und elektrisch miteinander verbunden sind.
-
Mittels der elastischen Vorspannkraft ist eine elektrische Kontaktierung der Gehäuseteile für eine Abschirmung des Gehäuses gegen elektromagnetische Wellen mit einem vergleichsweise geringen Übergangswiderstand möglich, da auf zusätzliche Befestigungselemente, die den Übergangswiderstand erhöhen, verzichtet werden kann. Darüber hinaus ist eine Demontage des Gehäuses gegenüber dem Stand der Technik erleichtert, da die Gehäuseteile weitestgehend zerstörungsfrei voneinander trennbar sind.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
-
Dabei zeigen:
-
1 schematisch eine perspektivische Ansicht eines aus zwei Gehäuseteilen gebildetes Gehäuses mit einem Kontaktierungselement in einer ersten Ausführungsform,
-
2 schematisch einen Ausschnitt des Gehäuses mit dem Kontaktierungselement gemäß der ersten Ausführungsform in Schnittdarstellung,
-
3 schematisch einen Ausschnitt des Gehäuses mit dem Kontaktierungselement gemäß der ersten Ausführungsform in einer weiteren Schnittdarstellung,
-
4 schematisch einen Ausschnitt des Gehäuses mit dem Kontaktierungselement gemäß der ersten Ausführungsform in Vorderansicht,
-
5 schematisch einen Ausschnitt des Gehäuses mit einem Kontaktierungselement in einer zweiten Ausführungsform in Schnittdarstellung,
-
6 schematisch eine Schnittdarstellung einer inneren Seitenkante eines Gehäusedeckels mit einem Kontaktierungselement in einer dritten Ausführungsform,
-
7 schematisch einen Ausschnitt des Gehäuses mit einem Kontaktierungselement in der zweiten Ausführungsform und einem zusätzlichen Kontaktierungselement gemäß der ersten Ausführungsform in einer Schnittdarstellung,
-
8 schematisch einen Ausschnitt des Gehäuses in Vorderansicht und
-
9 schematisch einen Ausschnitt des Gehäuses mit einem Kontaktierungselement in einer vierten Ausführungsform in Vorderansicht.
-
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
Die 1 zeigt in perspektivischer Ansicht ein Gehäuse 1 für ein elektrisches Bauteil, insbesondere für eine Batterie eines Fahrzeugs, im zusammengesetzten Zustand, wobei das Fahrzeug ein Elektrofahrzeug, ein Hybridfahrzeug oder ein mit Brennstoffzellen betriebenes Fahrzeug ist und wobei die Batterie eine Traktionsbatterie ist.
-
Das Gehäuse 1 umfasst einen Gehäusedeckel 1.1 und einen Gehäuseboden 1.2, die jeweils ein Gehäuseteil bilden, wobei der Gehäuseboden 1.2 im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Wesentlichen kastenförmig und der Gehäusedeckel 1.1 im Wesentlichen schalenförmig ist. Ein Außenumfang des Gehäusedeckels 1.1 ist dabei größer als ein Außenumfang des Gehäusebodens 1.2, so dass der Gehäusedeckel 1.1 bei Anordnung desselben auf dem Gehäuseboden 1.2 einen oberen, umlaufenden Randbereich des Gehäusebodens 1.2 umschließt.
-
Für eine elektrische Kontaktierung der Gehäuseteile ist an einer äußeren Seitenkante des Gehäusebodens 1.2 ein Kontaktierungselement 2 in einer ersten Ausführungsform angeordnet, welches als ein in das Material des Gehäusebodens 1.2 eingebrachtes, wellenförmiges Profil 2.1 ausgebildet ist, wobei die Wellentäler im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Form von Linien dargestellt sind. Die Ausrichtung der Wellentäler kann dabei in Hochausrichtung des Gehäuses 1 oder in Quer- bzw. Längsausrichtung sein. Zudem ist es möglich, das wellenförmige Profil 2.1 symmetrisch oder asymmetrisch auszubilden, d. h. die Abstände der Wellentäler oder Wellenkämme sowie die Form derer sind variierbar.
-
Bei der Montage des Gehäuses 1, d. h. beim Aufsetzen des Gehäusedeckels 1.1 auf den Gehäuseboden 1.2, verpresst sich das wellenförmige Profil 2.1 mit den inneren Seitenkanten des Gehäusedeckels 1.1, welche den oberen Randbereich des Gehäusebodens 1.2 umschließen. Dazu ist der Gehäuseboden 1.2 beispielsweise aus einem gekanteten Aluminiumblechteil geformt. Der Gehäusedeckel 1.1 ist aus einem Gusswerkstoff, z. B. Stahl, gebildet.
-
Das wellenförmige Profil 2.1 ermöglicht damit eine elastische Druckkontaktierung der Gehäuseteile, wobei das wellenförmige Profil 2.1 beim Verpressen der Gehäuseteile gegenüber den inneren Seitenkanten des Gehäusedeckels 1.1 entsprechend verformt wird und der Gehäuseboden 1.2 zumindest im Bereich des Kontaktierungselements 2 eine Vorspannkraft aufweist, mittels welcher eine mechanisch stabile, elektrische Kontaktierung der Gehäuseteile möglich ist, wobei das Gehäuse 1 die Wirkung eines sogenannten Faradayschen Käfigs erhält.
-
Dabei ist es möglich, dass die inneren Seitenkanten des Gehäusedeckels 1.1 eben ausgebildet sind oder ein korrespondierendes Profil, z. B. eine Wellenform, aufweisen, wobei die Wellentäler oder die Wellenkämme zu denen des wellenförmigen Profils 2.1 im montierten Zustand des Gehäuses 1 derart versetzt zueinander sind, dass eine Vorspannkraft des Gehäusebodens 1.2 im oben genannten Bereich erzeugbar ist.
-
Weiterhin ist es möglich, das wellenförmige Profil 2.1 bei der Verpressung der Gehäuseteile zu formen, in dem an den inneren Seitenkanten des Gehäusedeckels 1.1 beispielsweise U-förmige Ausformungen von diesen senkrecht abragend angeordnet sind, mittels welcher korrespondierende Eindrückungen in das Material des Gehäusebodens 1.2 geformt werden, so dass beispielsweise bei Anordnung von jeweils im gleichen Abstand zueinander angeordneten U-förmigen Ausformungen an den inneren Seitenkanten des Gehäusedeckels 1.1 eine symmetrische Wellenform im Material des Gehäusebodens 1.2 gebildet wird. Dabei ist der Gehäuseboden 1.2 zweckmäßigerweise aus einem korrosionsbeständigen Material gefertigt.
-
Für eine gleichmäßige Kontaktierung der Gehäuseteile ist das wellenförmige Profil 2.1 vorzugsweise an den äußeren Seitenkanten des Gehäusebodens 1.2 umlaufend angeordnet. Damit ist eine im Wesentlichen kontinuierliche Flächenkontaktierung mit einem vergleichsweise geringen Übergangswiderstand ermöglicht.
-
2 zeigt einen Ausschnitt des zusammengesetzten Gehäuses 1 in einer Schnittdarstellung, insbesondere in einem Querschnitt. Dabei ist zu erkennen, dass die Seitenkanten des Gehäusebodens 1.2 zu einer nicht dargestellten Hochachse des Gehäuses 1 leicht abgewinkelt sind, wodurch eine Federwirkung bei der Kontaktierung der Gehäuseteile erhöht ist. Beim Aufsetzen des Gehäusedeckels 1.1 auf den Gehäuseboden 1.2 wird damit ein schneideartiger, selbstreinigender Kontakt zwischen den Gehäuseteilen gebildet, da die inneren Seitenkanten des Gehäusedeckels 1.1 an dem oberen Randbereich der äußeren Seitenkanten des Gehäusebodens 1.2 entlang gleiten und so Verschmutzungen abtragen, wobei die Verschmutzungen in einen Bereich außerhalb des Gehäuses 1 abgetragen werden. Mittels des schneideartigen Kontakts ist zudem eine insbesondere bei aus Aluminium gebildeten Gehäusen 1 angeordnete Oxydschicht, welche einen Übergangswiderstand zwischen den Gehäuseteilen erhöht, weitestgehend zerstörbar.
-
In 3 ist ein Ausschnitt des zusammengesetzten Gehäuses 1 in einer weiteren Schnittdarstellung, insbesondere in einem Längsschnitt, dargestellt. Dabei ist eine Kontaktierung zwischen dem Gehäusedeckel 1.1 und dem Gehäuseboden 1.2 mittels des wellenförmigen Profils 2.1 näher gezeigt. 4 zeigt einen Ausschnitt des zusammengesetzten Gehäuses 1 mit dem wellenförmigen Profil 2.1 in einer schematisch vereinfachten Vorderansicht.
-
Eine Abdichtung der Gehäuseteile, welche in den vorliegenden Ausführungsbeispielen nicht näher dargestellt ist, kann mittels einer Einlegedichtung oder eine Flüssigdichtung erfolgen.
-
5 zeigt einen Ausschnitt des zusammengesetzten Gehäuses 1, wobei die inneren Seitenkanten des Gehäusedeckels 1.1 eine Anzahl von Kontaktierungselementen 2 in einer zweiten Ausführungsform aufweisen, die als jeweils stegförmige Ausformungen 2.2 ausgebildet sind, wobei sich diese von einem einer Bodenwand des Gehäusedeckels 1.1 zugewandten Ende zu einem freien Ende der inneren Seitenkanten erstrecken und keilförmig in Richtung des freien Endes der inneren Seitenkanten zulaufend ausgeformt sind.
-
Bei der Montage des Gehäuses 1 wird der Gehäuseboden 1.2 in den Gehäusedeckel 1.1 eingesetzt, so dass ein Kratzkontakt zwischen den Gehäuseteilen sowie eine erhöhte Vorspannung im Gehäuseboden 1.2 erzeugt ist. Durch das Einkratzen kann eine elektrische Kontaktierung der Gehäuseteile erfolgen. Die stegförmigen Ausformungen 2.2 sind dabei vorzugsweise einteilig mit den inneren Seitenkanten des Gehäusedeckels 1.1 ausgebildet.
-
In 6 ist eine Seitenkante des Gehäusedeckels 1.1 mit einem Kontaktierungselement 2 in einer dritten Ausführungsform dargestellt, welches gemäß der zweiten Ausführungsform stegförmig und an dem freien Ende der inneren Seitenkante keilförmig in Richtung der innen Seitenkante verjüngend ausgebildet ist, so dass beim Aufsetzen des Gehäusedeckels 1.1 auf den Gehäuseboden 1.2 ein Abgleiten des Gehäusedeckels 1.1 an dem Gehäuseboden 1.2 ermöglicht ist. Dabei können Verschmutzungen abgetragen oder abgeschabt werden.
-
Zusätzlich zu dem Kontaktierungselement 2 gemäß der zweiten oder dritten Ausführungsform ist es möglich, dass der Gehäuseboden 1.2 als weiteres Kontaktierungselement 2 das wellenförmige Profil 2.1 aufweist, wie es in 7 gezeigt ist.
-
In 7 ist dabei ein Ausschnitt des zusammengesetzten Gehäuses 1 in einer weiteren Schnittdarstellung, insbesondere in einem Längsschnitt, dargestellt. Eine elektrische Kontaktierung der Gehäuseteile ist mittels der stegförmigen Ausformungen 2.2 ermöglicht, wobei der Gehäuseboden 1.2 zusätzlich das zuvor beschriebene, wellenförmige Profil 2.1 aufweist. 8 zeigt einen Ausschnitt des zusammengesetzten Gehäuses 1 in einer schematisch vereinfachten Vorderansicht, wobei der Gehäuseboden 1.2 ohne wellenförmiges Profil 2.1 ausgebildet ist.
-
9 zeigt einen Ausschnitt des Gehäuses 1 mit einer Anzahl von Kontaktierungselementen 2 in einer vierten Ausführungsform in Vorderansicht. Die Kontaktierungselemente 2 in der vierten Ausführungsform sind jeweils als von der inneren Seitenkante des Gehäusedeckels 1.1 abragende, rippenförmige Ausformungen 2.3 ausgebildet, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils an dem der Bodenwand des Gehäusedeckels 1.1 zugewandten Ende und an den freien Enden der inneren Seitenkanten des Gehäusedeckels 1.1 angeordnet sind. Die freien Enden der rippenförmigen Ausformungen 2.3 sind spitz zulaufend ausgeformt. Mittels der rippenförmigen Ausformungen 2.3 ist ein mechanisch stabiler, elektrischer Kratzkontakt zwischen den Gehäuseteilen gebildet, wobei diese eine Vorspannung im Gehäuseboden 1.2, insbesondere im Kontaktbereich der Gehäuseteile, erzeugt.
-
Alternativ können die rippenförmigen Ausformungen 2.3 auch an dem Gehäuseboden 1.2 angeordnet sein, welche bei der Montage des Gehäuses 1 mit Erzeugen einer Vorspannkraft verformt werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Gehäuse
- 1.1
- Gehäusedeckel
- 1.2
- Gehäuseboden
- 2
- Kontaktierungselement
- 2.1
- wellenförmiges Profil
- 2.2
- stegförmige Ausformungen
- 2.3
- rippenförmige Ausformungen
