DE102014213306B4 - Battery housing for electric vehicles in the form of a metal-plastic hybrid component and method for its production - Google Patents
Battery housing for electric vehicles in the form of a metal-plastic hybrid component and method for its production Download PDFInfo
- Publication number
- DE102014213306B4 DE102014213306B4 DE102014213306.8A DE102014213306A DE102014213306B4 DE 102014213306 B4 DE102014213306 B4 DE 102014213306B4 DE 102014213306 A DE102014213306 A DE 102014213306A DE 102014213306 B4 DE102014213306 B4 DE 102014213306B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- plastic
- metal
- battery housing
- along
- permanently elastic
- 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.)
- Active
Links
- 239000004033 plastic Substances 0.000 title claims abstract description 88
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 title claims abstract description 88
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 84
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 81
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 20
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 16
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 claims description 13
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 7
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 7
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 7
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 claims description 5
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 claims description 5
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 4
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 17
- 239000002318 adhesion promoter Substances 0.000 description 16
- ORQBXQOJMQIAOY-UHFFFAOYSA-N nobelium Chemical compound [No] ORQBXQOJMQIAOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 16
- 238000013461 design Methods 0.000 description 10
- CNQCVBJFEGMYDW-UHFFFAOYSA-N lawrencium atom Chemical compound [Lr] CNQCVBJFEGMYDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 7
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001295925 Gegenes Species 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000002313 adhesive film Substances 0.000 description 1
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000007725 thermal activation Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/183—Sealing members
- H01M50/19—Sealing members 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
- B29C45/14311—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 using means for bonding the coating to the articles
-
- 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
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the 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
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/571—Methods or arrangements for affording protection against corrosion; Selection of materials therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2705/00—Use of metals, their alloys or their compounds, for preformed parts, e.g. for inserts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2715/00—Condition, form or state of preformed parts, e.g. inserts
- B29K2715/006—Glues or adhesives, e.g. hot melts or thermofusible adhesives
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
Batteriegehäuse (100), das als Metall-Kunststoff-Hybridbauteil ausgebildet ist, bei dem ein Kunststoffelement (102) entlang einer Anbindungsfläche (104) an ein Metallelement (101) wenigstens bereichsweise wenigstens form- und/oder stoffschlüssig angrenzend angeformt ist, wobei entlang wenigstens eines Teils der Anbindungsfläche (104) zwischen dem Metallelement (101) und dem Kunststoffelement (102) ein mit einem wenigstens weitgehend dauerelastischen Werkstoff ausgebildetes Anbindungselement (103) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Anbindungselement (103) mit einem entlang wenigstens eines Teils wenigstens einer seiner Oberflächen mit dauerelastischem Werkstoff versehenen Trägerelement ausgebildet ist.Battery housing (100), which is designed as a metal-plastic hybrid component, in which a plastic element (102) is formed along a connecting surface (104) to a metal element (101) at least in some areas in a form-fitting and/or cohesive manner, along at least A part of the connecting surface (104) between the metal element (101) and the plastic element (102) is arranged with a connecting element (103) formed with an at least largely permanently elastic material, characterized in that the connecting element (103) with a along at least one part at least one of its surfaces is formed with a permanently elastic material.
Description
Die Erfindung betrifft ein Batterie-Gehäuse für Elektrofahrzeuge in Form eines Metall-Kunststoff-Hybridbauteils. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Fahrzeugbatterie-Gehäuses.The invention relates to a battery housing for electric vehicles in the form of a metal-plastic hybrid component. The invention further relates to a method for producing such a vehicle battery housing.
Aus der Druckschrift
Der Haftvermittler ist vorzugsweise ein zweistufiger Haftvermittler, der in zwei aufeinanderfolgenden Schritten, vorzugsweise durch thermische Aktivierung, vollständig vernetzt. Nach dem Aufbringen auf das Metallmaterial wird der Haftvermittler in einem ersten Schritt teilvernetzt, so dass sich eine staubtrockene Oberfläche ausbildet, die ausreichend resistent gegen Beschädigungen während weiterer Fertigungsschritte ist. Beim oder nach dem Kunststoffanspritzen wird der Haftvermittler vollständig vernetzt, so dass er durch Temperatureinwirkung aushärtet und dabei seine endgültigen Eigenschaften erhält. Der Haftvermittler muss zum einen eine stoffschlüssige Anbindung mit dem Metallmaterial und zum anderen eine stoffschlüssige Anbindung mit dem Kunststoffmaterial eingehen. Entsprechend wird seine Materialzusammensetzung insbesondere abhängig von dem verwendeten Kunststoffmaterial festgelegt. Bei manchen Kunststoffmaterialien, wie z. B. Polystyrol, kann es notwendig sein, vor dem Auftrag des Haftvermittlers eine Vorbehandlung des Metallmaterials mit einem weiteren anderen Haftvermittler vorzunehmen, um eine stoffschlüssige Anbindung zu erreichen.The adhesion promoter is preferably a two-stage adhesion promoter that completely crosslinks in two successive steps, preferably by thermal activation. After being applied to the metal material, the adhesion promoter is partially cross-linked in a first step, so that a dust-dry surface is formed that is sufficiently resistant to damage during further production steps. During or after plastic injection, the adhesion promoter is completely cross-linked so that it hardens under the influence of temperature and thereby acquires its final properties. The adhesion promoter must, on the one hand, form a cohesive bond with the metal material and, on the other hand, a cohesive bond with the plastic material. Accordingly, its material composition is determined in particular depending on the plastic material used. With some plastic materials, such as B. polystyrene, it may be necessary to pre-treat the metal material with another different adhesion promoter before applying the adhesion promoter in order to achieve a cohesive bond.
Es zeigt sich jedoch, dass bei Metall-Kunststoff-Hybridbauteilen, die im Gebrauch Temperaturschwankungen, insbesondere über einen größeren Temperaturbereich, ausgesetzt sind, aufgrund der unterschiedlichen Temperatur-Ausdehnungskoeffizienten des Metalls und des Kunststoffs Undichtigkeiten entlang der Anbindungsflächen, d.h. Grenzflächen zwischen dem Metall und dem Kunststoff, entlang derer der Haftvermittler angeordnet ist, auftreten. Dies führt bei solchen Metall-Kunststoff-Hybridbauteilen, die eine Dichtigkeit gegenüber Flüssigkeiten und/oder Gasen, wie z.B. Wasser oder Luft, aufweisen müssen, zum Ausfall des Bauteils.However, it turns out that in metal-plastic hybrid components that are exposed to temperature fluctuations during use, especially over a larger temperature range, there are leaks along the connection surfaces, i.e. interfaces between the metal and the plastic, due to the different temperature expansion coefficients of the metal and the plastic Plastic, along which the adhesion promoter is arranged, occur. This leads to failure of the component in metal-plastic hybrid components that must be sealed against liquids and/or gases, such as water or air.
Aus der US 2012 / 0 015 242 A1 ist eine Batterie oder Batteriezelle bekannt, die ein Gehäuse, einen in dem Gehäuse untergebrachten Batteriezellenkern und mindestens einen elektrisch mit dem Zellkern verbundenen Anschluss aufweisen kann, der elektrisch mit dem Zellkern verbunden ist. Die Batterie oder Zelle kann auch einen Deckel oder eine Dichtungsplatte zum Abdichten des Zellkerns innerhalb des Gehäuse aufweisen. Der Anschluss kann am Deckel mit einem Paar von Befestigungselementen, wie z. B. Nieten, befestigt werden, die entlang einer Längsachse ausgerichtet sind, die relativ zum Terminal versetzt ist, so dass ein Teil des Terminals auf einer Seite der Achse größer ist als ein Teil des Terminals auf der anderen Seite der Achse. Eine solche Anordnung kann einen relativ großen Oberflächenabschnitt für die Verbindung mit dem Anschluss aufweisen. Die Batterie oder Zelle kann ein Paar Pole enthalten, die jeweils mit einem Paar Befestigungselementen am Deckel befestigt sind. Eine Klemme kann mit Befestigungselementen befestigt werden, die eine Größe und/oder einen Abstand aufweisen, die sich von der Größe und/oder dem Abstand der Befestigungselemente, die die andere Klemme befestigen, unterscheiden. Eine solche Anordnung kann eine schlüsselähnliche Funktion für die Anschlüsse bieten. Eine Dichtung und/oder ein Isolator kann zur Abdichtung und/oder elektrischen Isolierung jeder Klemme vorgesehen werden.From US 2012/0 015 242 A1 a battery or battery cell is known which can have a housing, a battery cell core accommodated in the housing and at least one terminal which is electrically connected to the cell core and which is electrically connected to the cell core. The battery or cell may also include a lid or sealing plate for sealing the cell core within the housing. The connector can be attached to the lid using a pair of fasteners such as: B. rivets, which are aligned along a longitudinal axis that is offset relative to the terminal so that a portion of the terminal on one side of the axis is larger than a portion of the terminal on the other side of the axis. Such an arrangement may have a relatively large surface area for connection to the terminal. The battery or cell may contain a pair of terminals, each secured to the cover with a pair of fasteners. A clamp may be attached with fasteners that have a size and/or spacing that is different from the size and/or spacing of the fasteners securing the other clamp. Such an arrangement can provide a key-like function for the connections. A gasket and/or insulator may be provided to seal and/or electrically insulate each terminal.
Die
Die WO 2011 / 012 201 A1 zeig eine Batterie mit einer Vielzahl von bipolaren Rahmenflachzellen, welche zu der Batterie gestapelt sind. Jede der Rahmenflachzellen weist zwei Hüllbleche auf. Zwischen den Hüllblechen ist ein Elektrodenstapel aus Anodenfolien, Separatorfolien und Kathodenfolien angeordnet. Erfindungsgemäß ist der Elektrodenstapel von einem Abschirmelement umgeben. Die Hüllbleche überragen das Abschirmelement seitlich zumindest teilweise. Um das Abschirmelement herum ist zumindest in den Bereichen, in denen die Hüllbleche das Abschirmelement überragen, ein Kunststoff zwischen den Hüllblechen aufgebracht und fest mit den Hüllblechen verbunden. Es wird außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Batterie beschrieben, welche durch Spritzgießen, Spritzprägen oder dergleichen verschlossen wird.WO 2011/012 201 A1 shows a battery with a large number of bipolar frame flat cells which are stacked to form the battery. Each of the flat frame cells has two cladding plates. An electrode stack made of anode foils, separator foils and cathode foils is arranged between the cladding sheets. According to the invention, the electrode stack is surrounded by a shielding element. The cladding plates at least partially protrude laterally beyond the shielding element. Around the shielding element, at least in the areas in which the cladding sheets protrude beyond the shielding element, a plastic is applied between the cladding sheets and firmly connected to the cladding sheets. A method for producing such a battery is also described, which is sealed by injection molding, injection compression molding or the like.
Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Elektrofahrzeugbatterie-Gehäuse in Form eines Metall-Kunststoff-Hybridbauteils der vorstehend beschriebenen Art zu schaffen, bei dem auch durch Temperaturschwankungen über einen größeren Temperaturbereich, vorzugsweise einige hundert Grad Celsius, keine Undichtigkeiten entlang der Anbindungsflächen zwischen Metall und Kunststoff auftreten. Die Erfindung hat ferner die Aufgabe, ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Batteriegehäuses zu schaffen.The invention has the task of creating an electric vehicle battery housing in the form of a metal-plastic hybrid component of the type described above, in which there are no leaks along the connection surfaces between metal and plastic, even due to temperature fluctuations over a larger temperature range, preferably a few hundred degrees Celsius appear. The invention also has the task of creating a method for producing such a battery housing.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Batteriegehäuse, bei dem ein Kunststoffelement entlang einer Anbindungsfläche an ein Metallelement wenigstens bereichsweise, wenigstens weitgehend, form- und/oder stoffschlüssig angrenzend angeformt ist, wobei entlang wenigstens eines Teils der Anbindungsfläche zwischen dem Metallelement und dem Kunststoffelement ein mit einem, wenigstens weitgehend, dauerelastischen Werkstoff ausgebildetes Anbindungselement angeordnet ist.This object is achieved by a battery housing in which a plastic element is formed along a connecting surface to a metal element at least partially, at least largely, in a form-fitting and/or cohesive manner, with a connection along at least part of the connecting surface between the metal element and the plastic element , at least largely, permanently elastic material connecting element is arranged.
Beim Erfindungsgegenstand ist somit das Kunststoffelement entlang der Anbindungsfläche an das Metallelement angeformt. Die Anbindungsfläche bildet die Grenzfläche zwischen dem Metall und dem Kunststoff. Bevorzugt ist das Kunststoffelement aus einem thermoplastischen Werkstoff gebildet und durch Spritzgießen geformt, besonders bevorzugt durch Spritzgießen an das Metallelement angeformt. Durch das Anformen grenzt das Kunststoffelement entlang der Anbindungsfläche an das Metallelement. Das Angrenzen ist wenigstens bereichsweise, d.h. wenigstens in Bereichen, d.h. Teilen, der Anbindungsfläche, wenigstens weitgehend form- und/oder stoffschlüssig. Erfindungsgemäß ist nun entlang wenigstens eines Teils dieser Anbindungsfläche ein Anbindungselement angeordnet, das mit einem wenigstens weitgehend dauerelastischen Werkstoff ausgebildet ist. Das Anbindungselement stellt somit entlang dieses Teils dieser Anbindungsfläche eine wenigstens weitgehend dauerelastische Verbindung zwischen dem Metallelement und dem Kunststoffelement her und schafft damit eine zuverlässige, gegenüber Temperaturschwankungen unempfindliche Abdichtung zwischen dem Metallelement und dem Kunststoffelement entlang der Anbindungsfläche.In the case of the subject matter of the invention, the plastic element is therefore molded onto the metal element along the connection surface. The connection surface forms the interface between the metal and the plastic. Preferably, the plastic element is formed from a thermoplastic material and formed by injection molding, particularly preferably molded onto the metal element by injection molding. As a result of the molding, the plastic element borders the metal element along the connection surface. The adjoining is at least partially form-fitting and/or cohesive, i.e. at least in areas, i.e. parts, of the connecting surface. According to the invention, a connecting element is now arranged along at least part of this connecting surface, which is formed with an at least largely permanently elastic material. The connecting element thus establishes an at least largely permanently elastic connection between the metal element and the plastic element along this part of this connecting surface and thus creates a reliable seal between the metal element and the plastic element along the connecting surface that is insensitive to temperature fluctuations.
Mit anderen Worten ist das Kunststoffelement in einem ersten Bereich weitgehend form- und/ oder stoffschlüssig entlang der Anbindungsfläche an das Metallelement angeformt und in einem zweiten Bereich der Anbindungsfläche ist zwischen Kunststoff-Element und Metallelement ein aus dauerelastischem Werkstoff ausgebildetes Anbindungselement angeordnetIn other words, the plastic element is formed onto the metal element in a largely form-fitting and/or cohesive manner along the connecting surface in a first region, and a connecting element made of permanently elastic material is arranged between the plastic element and the metal element in a second region of the connecting surface
Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass die bekannte Maßnahme, eine Verbesserung der Haftung zwischen Metallelement und Kunststoffelement durch einen Haftvermittler auf das Metallelement aufzubringen und damit zu versuchen, das Metall-Kunststoff-Hybridbauteil so fortzuentwickeln, dass es entlang der Anbindungsfläche auch erhöhte Temperaturspannungen aufzunehmen und standzuhalten vermag, nicht oder nur mit unverhältnismäßig hohem Aufwand zum gewünschten Ergebnis führt. Es zeigt sich, dass die durch unterschiedliche Temperaturkoeffizienten der thermischen Ausdehnung des Metalls einerseits und des Kunststoffs andererseits bei thermisch wechselnder Beanspruchung entlang der Anbindungsfläche auftretenden Temperaturspannungen zu Kräften entlang der Anbindungsfläche führen, die mit den bekannten Maßnahmen nicht beherrschbar sind. The invention makes use of the knowledge that the known measure of improving the adhesion between the metal element and the plastic element by applying an adhesion promoter to the metal element and thus attempting to further develop the metal-plastic hybrid component in such a way that there are also increased temperature stresses along the connection surface absorb and withstand, does not lead to the desired result or only with disproportionate effort. It turns out that the temperature stresses that occur along the connection surface due to different temperature coefficients of thermal expansion of the metal on the one hand and the plastic on the other hand during thermally changing stress lead to forces along the connection surface that cannot be controlled with the known measures.
Vielmehr besteht nun die Erkenntnis darin, den Temperaturspannungen und ihrer schädlichen Wirkung dadurch wirksam zu begegnen, dass eine gezielte Möglichkeit geschaffen wird, diese Temperaturspannungen sich abbauen zu lassen, also die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen von Metall und Kunststoff als die Ursache für das Auftreten von Undichtigkeiten gezielt zuzulassen und dadurch möglichen Undichtigkeiten mit speziellen Abdichtungsmitteln zu begegnen. Als solche Abdichtungsmittel schlägt die Erfindung nun vor, in einfacher Weise den nicht benötigten Haftvermittler durch einen weitgehend dauerelastischen Werkstoff zu ersetzen. Das daraus gebildete Anbindungselement stellt eine wenigstens weitgehend dauerelastische Verbindung zwischen dem Metallelement und dem Kunststoffelement her und schafft so konstruktiv einfach und zuverlässig eine Abdichtung sowie einen Ausgleich von Temperaturspannungen entlang der Anbindungsfläche.Rather, the knowledge now lies in effectively countering the temperature stresses and their harmful effects by creating a targeted opportunity to allow these temperature stresses to be reduced, i.e. the different thermal expansions of metal and plastic as the cause of the occurrence of leaks and thereby counteract possible leaks with special sealing agents. As such sealing means, the invention now proposes to easily replace the bonding agent that is not required with a largely permanently elastic material. The connecting element formed from this creates an at least largely permanently elastic connection between the metal element and the plastic element and thus creates a constructive connection simple and reliable sealing and balancing of temperature stresses along the connection surface.
Bevorzugt ist das Kunststoffelement in einem Spritzguss-Herstellungsvorgang als Spritzgusselement gebildet und durch Wärme- und/oder Druckeinwirkung, bevorzugt im Spritzguss-Herstellungsvorgang, auch an das Metallelement angeformt. Der dauerelastische Werkstoff des Anbindungselements ist dann so beschaffen, dass er entweder ohne Veränderung seiner mechanischen Eigenschaften den Temperaturen und Drücken des Spritzguss-Herstellungsvorgangs beim Anformen des Kunststoffelements an das Metallelement oder um dieses herum standhält. Wahlweise kann auch vorgesehen sein, dass der dauerelastische Werkstoff des Anbindungselements so beschaffen ist, dass er durch die Einwirkung der genannten Temperaturen und/oder Drücke gerade eine solche Veränderung erfährt, durch die er in den gewünschten dauerelastischen Zustand überführt wird.Preferably, the plastic element is formed as an injection molding element in an injection molding manufacturing process and is also molded onto the metal element by the action of heat and/or pressure, preferably in the injection molding manufacturing process. The permanently elastic material of the connecting element is then designed in such a way that it can withstand the temperatures and pressures of the injection molding manufacturing process when the plastic element is molded onto or around the metal element without changing its mechanical properties. Optionally, it can also be provided that the permanently elastic material of the connecting element is designed in such a way that, as a result of the effect of the temperatures and / or pressures mentioned, it undergoes just such a change as a result of which it is converted into the desired permanently elastic state.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses sind in den auf den Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the battery housing according to the invention are characterized in the subclaims relating back to claim 1.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses umfasst der wenigstens weitgehend dauerelastische Werkstoff des Anbindungselements einen dauerelastischen Klebstoff. Damit wird eine noch bessere Abdichtung entlang der Anbindungsfläche und eine festere Verbindung zwischen dem Metallelement und dem Kunststoffelement erzielt. Vorteilhaft wird auch die Fertigung vereinfacht, da das Aufbringen des Anbindungselements auf das Metallelement leicht, präzise, schnell und sicher möglich ist und Fertigungsfehler durch eine Lageänderung, insbesondere ein Ablösen und/oder Verrutschen, des Anbindungselements z.B. während des Spritzguss-Herstellungsvorgangs beim Formen des Kunststoffs auf dem Metallteil oder um dieses herum, zuverlässig vermieden werden. Der Klebstoff ist ebenfalls so beschaffen, dass er entweder ohne Veränderung seiner mechanischen Eigenschaften den Temperaturen und Drücken des Spritzguss-Herstellungsvorgangs standhält oder durch die Temperatur- bzw. Druckeinwirkung in den gewünschten dauerelastischen Zustand überführt wird.According to a preferred development of the battery housing according to the invention, the at least largely permanently elastic material of the connecting element comprises a permanently elastic adhesive. This achieves an even better seal along the connection surface and a stronger connection between the metal element and the plastic element. Manufacturing is also advantageously simplified, since the connection element can be applied to the metal element easily, precisely, quickly and safely, and manufacturing errors are avoided due to a change in position, in particular detachment and/or slipping, of the connection element, for example during the injection molding production process when molding the plastic on or around the metal part can be reliably avoided. The adhesive is also designed in such a way that it can either withstand the temperatures and pressures of the injection molding production process without changing its mechanical properties or is transformed into the desired permanently elastic state by the effect of temperature or pressure.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses ist das Anbindungselement zumindest im wesentlichen schichtförmig ausgebildet. Das Anbindungselement, vorzugsweise mit einem dauerelastischen Klebstoff ausgebildet, ist somit schichtförmig zwischen dem Metallelement und dem Kunststoffelement eingefügt, vorteilhaft mit gleichförmiger Schichtdicke. Diese Gestaltung ist einfach herstellbar und bildet einen gleichmäßigen Form-, Stoff- und/oder Kraftschluss zwischen dem Metallelement und dem Kunststoffelement aus, wodurch eine hohe mechanische Festigkeit des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses und eine sehr zuverlässige Abdichtung zwischen Metall und Kunststoff erhalten werden.In a further preferred embodiment of the battery housing according to the invention, the connecting element is at least essentially layer-shaped. The connecting element, preferably formed with a permanently elastic adhesive, is thus inserted in layers between the metal element and the plastic element, advantageously with a uniform layer thickness. This design is easy to produce and forms a uniform positive, material and/or frictional connection between the metal element and the plastic element, which results in a high mechanical strength of the battery housing according to the invention and a very reliable seal between metal and plastic.
Ein derartiges, schichtförmiges Anbindungselement ist in einer konstruktiv besonders einfach gestalteten und materialsparenden Ausführung ausschließlich mit einem dauerelastischen Klebstoff ausgebildet, der z.B. als Paste auf dem Metallelement entlang der Anbindungsfläche vor dem Anformen des Kunststoffelements aufgebracht ist.Such a layered connecting element is designed in a structurally particularly simple and material-saving design exclusively with a permanently elastic adhesive, which is applied, for example, as a paste to the metal element along the connecting surface before the plastic element is molded on.
Bei dem erfindungsgemäßen Batteriegehäuse ist das Anbindungselement mit einem entlang wenigstens eines Teils wenigstens einer seiner Oberflächen mit dauerelastischem Werkstoff versehenen Trägerelement, bevorzugt einem schichtförmigen Trägerelement, ausgebildet. Dabei ist vorzugsweise der dauerelastische Werkstoff wieder durch einen oder mit einem dauerelastischen Klebstoff gebildet. Das Trägerelement ist wahlweise ein- oder mehrseitig, bei einer schichtförmigen Ausbildung ein- oder beidseitig, mit dem dauerelastischen Werkstoff, bevorzugt Klebstoff, versehen. Durch ein derartiges Trägerelement wird eine vereinfachte Handhabung des Anbindungselement während des Fertigungsvorgangs für das erfindungsgemäße Batteriegehäuse ermöglicht, insbesondere ein vereinfachtes Vorkonfektionieren, da das Trägerelement dem Anbindungselement insbesondere eine für den Fertigungsvorgang ausreichende Konturstabilität verleiht. Das Anbindungselement ist somit gesondert präzise herstellbar und danach exakt auf der Anbindungsfläche des Metallelements positionierbar, vorzugsweise aufklebbar.In the battery housing according to the invention, the connecting element is formed with a support element, preferably a layer-shaped support element, which is provided with permanently elastic material along at least part of at least one of its surfaces. The permanently elastic material is preferably formed again by or with a permanently elastic adhesive. The carrier element is optionally provided on one or more sides, in the case of a layered design on one or both sides, with the permanently elastic material, preferably adhesive. Such a carrier element enables simplified handling of the connecting element during the manufacturing process for the battery housing according to the invention, in particular simplified pre-assembly, since the carrier element in particular gives the connecting element sufficient contour stability for the manufacturing process. The connecting element can therefore be produced separately and precisely and can then be positioned exactly on the connecting surface of the metal element, preferably glued on.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses ist das Trägerelement, insbesondere das schichtförmige Trägerelement, mit einer Folie, bevorzugt einer Kunststofffolie, ausgebildet. Durch diese Ausbildung ist eine sehr flexible Anpassung des Anbindungselements an unterschiedliche Gestaltungen der Anbindungsfläche möglich. Dazu kann die Folie sehr leicht geschnitten, gestanzt oder dergleichen werden und ist unterschiedlichen Gestaltungen der Anbindungsfläche, auch unterschiedlichen Oberflächenformen des Metallelements entlang der Anbindungsfläche, wie Wölbungen, Riffelungen, Sicken, Nuten, Vertiefungen, usw., leicht und einfach anpassbar. Die Folie ist einfach und kostengünstig herstellbar und mit einem dauerelastischen Werkstoff, insbesondere Klebstoff, beschichtbar sowie einfach handhabbar und verarbeitbar. In einer Abwandlung kann die Folie selbst mit oder aus einem dauerelastischen Werkstoff gebildet sein.In an advantageous development of the battery housing according to the invention, the carrier element, in particular the layered carrier element, is formed with a film, preferably a plastic film. This design makes it possible to adapt the connection element very flexibly to different designs of the connection surface. For this purpose, the film can be very easily cut, punched or the like and can be easily and easily adapted to different designs of the connecting surface, including different surface shapes of the metal element along the connecting surface, such as curvatures, corrugations, beads, grooves, depressions, etc. The film can be produced easily and inexpensively and can be coated with a permanently elastic material, in particular adhesive, and is easy to handle and process. In a modification, the film itself can be formed with or from a permanently elastic material.
Eine weitere bevorzugte Ausführung des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses ist dadurch gekennzeichnet, dass das schichtförmige Trägerelement aus einem thermoplastischen Kunststoff gebildet ist, der bevorzugt mit dem thermoplastischen Werkstoff des Kunststoffelements verschmelzbar ist, wobei besonders bevorzugt der thermoplastische Kunststoff des schichtförmigen Trägerelements und der thermoplastische Werkstoff des Kunststoffelements übereinstimmen. Bevorzugt ist somit das Trägerelement als Kunststofffolie aus einem thermoplastischen Kunststoff gebildet, der bevorzugt mit dem thermoplastischen Werkstoff des Kunststoffelements verschmelzbar ist. Besonders bevorzugt stimmen der thermoplastische Kunststoff der Kunststofffolie und der thermoplastische Werkstoff des Kunststoffelements überein. Dadurch wird ein besonders enges und mechanisch festes Verschmelzen bzw. Verschweißen der Kunststoffe erhalten. Dazu ist die Kunststofffolie insbesondere nur entlang einer ihrer Oberflächen mit dem dauerelastischen Werk-/Klebstoff versehen, und zwar entlang der beim Aufbringen des Anbindungselements dem Metallelement zugewandten Oberfläche.A further preferred embodiment of the battery housing according to the invention is characterized in that the layered carrier element is formed from a thermoplastic material, which can preferably be fused with the thermoplastic material of the plastic element, with the thermoplastic material of the layered carrier element and the thermoplastic material of the plastic element particularly preferably being the same. The carrier element is therefore preferably formed as a plastic film made of a thermoplastic material, which can preferably be fused to the thermoplastic material of the plastic element. The thermoplastic material of the plastic film and the thermoplastic material of the plastic element particularly preferably match. This results in a particularly tight and mechanically strong fusion or welding of the plastics. For this purpose, the plastic film is provided with the permanently elastic material/adhesive in particular only along one of its surfaces, namely along the surface facing the metal element when the connecting element is applied.
Nach einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses ist das Trägerelement mit einem Gewebewerkstoff ausgebildet. Der Gewebewerkstoff ist bevorzugt mit dem dauerelastischen Werkstoff, insbesondere Klebstoff, getränkt und/oder beschichtet. Durch den Gewebewerkstoff wird dem Trägerelement, d.h. dem Anbindungselement, eine hohe Formfestigkeit für den Herstellungsvorgang des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses verliehen, jedoch zugleich die Flexibilität des Anbindungselements für die Fertigung und die Dauerelastizität des Anbindungselements im bestimmungsgemäßen Gebrauch des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses gewährleistet.According to another embodiment of the battery housing according to the invention, the carrier element is formed with a fabric material. The fabric material is preferably impregnated and/or coated with the permanently elastic material, in particular adhesive. The fabric material gives the carrier element, i.e. the connecting element, high dimensional stability for the manufacturing process of the battery housing according to the invention, but at the same time ensures the flexibility of the connecting element for production and the permanent elasticity of the connecting element in the intended use of the battery housing according to the invention.
Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines in der vorstehend beschriebenen Weise ausgebildeten Batteriegehäuses in Form eines Metall-Kunststoff-Hybridbauteils, wobei das Verfahren mindestens die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
- • Herstellen des Metallelements,
- • wahlweise Aufbringen eines flächigen Korrosionsschutzes auf das Metallelement,
- • Aufbringen des Anbindungselements auf das Metallelement entlang wenigstens eines Teils der Anbindungsfläche,
- • Anformen des Kunststoffelements an das Metallelement.
- • Manufacture of the metal element,
- • Optional application of surface corrosion protection to the metal element,
- • Applying the connecting element to the metal element along at least part of the connecting surface,
- • Molding the plastic element onto the metal element.
Dabei wird die Herstellung des Metallelements im ersten Schritt völlig unabhängig von den weiteren Verfahrensschritten durchgeführt. Der durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Anbindungselements sowohl während der Fertigung, z.B. während eines Abkühlens nach einem Spritzguss-Herstellungsvorgang, als auch im bestimmungsgemäßen Gebrauch des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses gewährleistete Abbau von Temperaturspannungen ermöglicht dabei weitere Gestaltungsfreiheiten als im Stand der Technik, da durch das erfindungsgemäß ausgebildete Anbindungselement größere thermische Ausdehnungen des Metallelements bzw. des Kunststoffelements entlang der Anbindungsfläche schadlos möglich sind im Vergleich zur Verwendung eines Haftvermittlers. Die Anbindungsfläche muss somit nicht mehr nach dem Gesichtspunkt möglichst geringer thermischer Ausdehnungen gestaltet werden.The production of the metal element in the first step is carried out completely independently of the further process steps. The reduction in temperature stresses ensured by the design of the connecting element according to the invention both during production, for example during cooling after an injection molding production process, and during the intended use of the battery housing according to the invention enables further design freedom than in the prior art, because of the connecting element designed according to the invention larger thermal expansions of the metal element or the plastic element along the connection surface are possible without damage compared to the use of an adhesion promoter. The connection surface therefore no longer needs to be designed with the aim of achieving the lowest possible thermal expansion.
Ein weiterer Vorzug besteht darin, das Metallelement vollflächig, also auch entlang der Anbindungsfläche, mit einem Korrosionsschutz zu versehen, z.B. mit einem Korrosionsschutzanstrich zu beschichten. Der dauerelastische Werkstoff, insbesondere Klebstoff, grenzt dann entlang der Anbindungsfläche an den Korrosionsschutz bzw. haftet darauf. Da dies erfindungsgemäß nur zu geringen mechanischen Belastungen des Korrosionsschutzes führt, wird dessen Unversehrtheit und Wirksamkeit nicht beeinträchtigt. A further advantage is to provide the metal element with corrosion protection over the entire surface, including along the connecting surface, for example with a corrosion protection coating. The permanently elastic material, in particular adhesive, then borders the corrosion protection along the connection surface or adheres to it. Since, according to the invention, this only leads to low mechanical stress on the corrosion protection, its integrity and effectiveness are not impaired.
Das Anbindungselement kann die Anbindungsfläche vollständig oder teilweise überdecken. Bei teilweiser Überdeckung wird entlang der vom Anbindungselement nicht überdeckten Teile der Anbindungsfläche ein unmittelbarer Form- bzw. Stoffschluss und damit direkter Kraftschluss zwischen dem Metallelement und dem Kunststoffelement erhalten, der der mechanischen Festigkeit dient. Bei entsprechender Kontur des Anbindungselements bleibt die vollständige Abdichtung aber gewahrt.The connection element can completely or partially cover the connection surface. With partial coverage, a direct positive or material connection and thus a direct adhesion between the metal element and the plastic element is obtained along the parts of the connection surface that are not covered by the connection element, which serves for mechanical strength. However, if the connecting element has the appropriate contour, complete sealing is maintained.
Das Kunststoffelement wird bevorzugt in einem Spritzguss-Herstellungsvorgang der genannten Art an das Metallelement angeformt.The plastic element is preferably molded onto the metal element in an injection molding manufacturing process of the type mentioned.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine einfache, kostengünstige, präzise und sichere Fertigung erfindungsgemäß ausgebildeter, gegenüber Gasen und Flüssigkeiten, wie z.B. Luft oder Wasser, dichter Metall-Kunststoff-Hybridbauteile.The method according to the invention enables simple, cost-effective, precise and safe production of metal-plastic hybrid components designed according to the invention that are tight to gases and liquids, such as air or water.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Anbindungselement als Paste auf das Metallelement aufgebracht und durch dieses Aufbringen geformt. Die Paste kann aufgestrichen oder gespritzt oder ggf. gedruckt werden.In the method according to the invention, the connecting element is applied as a paste to the metal element and shaped by this application. The paste can be spread or sprayed or printed if necessary.
Weiterhin wird das Anbindungselement als mit einem entlang wenigstens eines Teils wenigstens einer seiner Oberflächen mit dauerelastischem Werkstoff versehenes Trägerelement auf das Metallelement aufgebracht. Bei dieser Ausgestaltung wird das Anbindungselement bevorzugt vorkonfektioniert, d.h. in der Kontur vorgefertigt, die es nach Aufbringen auf dem Metallelement einnehmen soll. Vorzugsweise wird das Anbindungselement aus einem bahnartig ausgebildeten, teilweise oder vollflächig mit dauerelastischem Werkstoff, insbesondere Klebstoff, beschichteten Trägermaterial, vorzugsweise Folie und/oder Gewebe, in der gewünschten Kontur ausgeschnitten und/oder ausgestanzt. Die einzelnen, derart ausgeschnittenen und/oder ausgestanzten Konturen, d.h. die einzelnen beschichteten Trägerelemente, die die einzelnen Anbindungselemente bilden, können dann auf die Anbindungsflächen der Metallelemente aufgebracht, insbesondere aufgeklebt, werden. Um die Handhabung bei diesen Herstellungs- und Verarbeitungsschritten zu vereinfachen und automatisierbar zu machen, ist besonders bevorzugt vorgesehen, die einzelnen Anbindungselemente, d.h. beschichteten Trägerelemente, nach dem Vorkonfektionieren auf eine Schutzfolie oder zwischen zwei Schutzfolien zu bringen, die insbesondere streifenförmig ausgebildet sind. Die Schutzfolie bildet bzw. die Schutzfolien bilden dann einen Träger für die Handhabung während der Fertigung und können bevorzugt für einen Transport zwischen Fertigungsstätten und Fertigungsschritten aufgerollt werden. Zum Aufbringen auf die Metallelemente werden die einzelnen Anbindungselemente von der Schutzfolie bzw. den Schutzfolien entnommen und auf die Anbindungsflächen der Metallelemente übertragen. Wahlweise können derartig vorkonfektionierte Anbindungselemente auch von Hand verarbeitet werden.Furthermore, the connecting element is provided with a permanently elastic material along at least part of at least one of its surfaces Material-provided carrier element applied to the metal element. In this embodiment, the connecting element is preferably prefabricated, ie prefabricated in the contour that it is intended to assume after it has been applied to the metal element. Preferably, the connecting element is cut and/or punched out in the desired contour from a web-like carrier material, preferably film and/or fabric, which is partially or completely coated with permanently elastic material, in particular adhesive. The individual contours cut out and/or punched out in this way, ie the individual coated carrier elements that form the individual connection elements, can then be applied, in particular glued, to the connection surfaces of the metal elements. In order to simplify the handling of these manufacturing and processing steps and make them automatable, it is particularly preferred to place the individual connecting elements, ie coated carrier elements, after pre-assembly on a protective film or between two protective films, which are in particular strip-shaped. The protective film or films then form a carrier for handling during production and can preferably be rolled up for transport between production sites and production steps. To be applied to the metal elements, the individual connecting elements are removed from the protective film or films and transferred to the connecting surfaces of the metal elements. Optionally, such pre-assembled connecting elements can also be processed by hand.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf Elektrofahrzeug-Batterie-Gehäuse beschränkt, sondern lässt sich selbstredend auf beliebige dichtigkeitsrelevante Metall-Hybrid-Bauteile übertragen.The present invention is not limited to electric vehicle battery housings, but can of course be transferred to any seal-relevant metal hybrid components.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im nachfolgenden näher beschrieben, wobei übereinstimmende Elemente in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen sind und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird. Es zeigen:
-
1 ein Beispiel für ein Metallelement für ein erfindungsgemäß ausgebildetes Batteriegehäuse, -
2 das erfindungsgemäße Batteriegehäuse, hergestellt mit dem Beispiel für ein Metallelement gemäß1 , und -
3 eine Schnittdarstellung durch das erfindungsgemäße Batteriegehäuse nach2 entlang der in2 eingetragenen Schnittlinie A - A, um 90° gegen den Uhrzeigersinn gedreht.
-
1 an example of a metal element for a battery housing designed according to the invention, -
2 the battery housing according to the invention, manufactured with the example of a metal element according to1 , and -
3 a sectional view through the battery housing according to the invention2 along the in2 entered cutting line A - A, rotated 90° counterclockwise.
Bevorzugte Ausführungsform der ErfindungPreferred embodiment of the invention
In
Entlang der Anbindungsfläche 104 im Bereich der ersten Oberfläche 111 ist zwischen dem Metallelement 101 und dem Kunststoffelement 102 ein flächig ausgebildetes Anbindungselement 103 angeordnet und in
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses 100 wird auf die mit dem Kunststoffelement 102 zu umspritzende Anbindungsfläche 104 innerhalb deren Dichtbereichs, das ist der Teil der Anbindungsfläche 104, entlang dessen das Anbindungselement 103 ausgebildet werden soll, d.h. hier die Anbindungsfläche 104 im Bereich der ersten Oberfläche 111, in vorbestimmter Menge ein dauerelastischer Werkstoff, hier ein Klebstoff, aufgebracht, bevorzugt pastös. Die Menge ist danach bemessen, dass die zu erzielende Dichtigkeit bei der zu erwartenden Temperaturschwankung im bestimmungsgemäßen Gebrauch des Batteriegehäuses 100 gewährleistet ist, und kann z.B. durch einfache Probenfertigung und Dichtigkeitsuntersuchungen ermittelt werden. Als solcher Werkstoff kann z.B. ein unter der Bezeichnung „Acrylic Foam Tape 5363“ bei der Anmelderin spezifizierter Klebstoff eingesetzt werden. Dieser Klebstoff ist so beschaffen, dass er den beim Spritzguss-Herstellungsvorgang auftretenden Temperaturen, d.h. Prozesstemperaturen, und Drücken für die Dauer des Spritzguss-Herstellungsvorgangs standhält.To produce the
Im nächsten Herstellungsschritt wird nach Aufbringen des dauerelastischen Werkstoffs, hier: Klebstoffs, das Metallelement 101 zur Herstellung des Kunststoffelements 102 mit einem thermoplastischen Kunststoff umspritzt. Als solcher Kunststoff kann z.B. ein unter der Bezeichnung PA6 bei der Anmelderin spezifizierter Kunststoff eingesetzt werden.In the next manufacturing step, after applying the permanently elastic material, here: adhesive, the
In einer Abwandlung dieses Herstellungsverfahrens wird statt der pastösen Aufbringung des Klebstoffs eine mit Klebstoff beschichtete Folie auf dem Metallelement 101 entlang der Anbindungsfläche 104 aufgebracht. Insbesondere wird ein vorkonfektioniertes Anbindungselement 103 als Klebefolienelement im Dichtbereich der Anbindungsfläche 104 auf der ersten Oberfläche 111 des Metallelements 101 aufgeklebt. Wahlweise kann das vorkonfektionierte Anbindungselement 103 als Klebeband mit einem Gewebewerkstoff, z.B. Gewebeband, ausgebildet sein.In a modification of this manufacturing process, instead of applying the adhesive in a paste-like manner, a film coated with adhesive is applied to the
Insgesamt wird so ein Batteriegehäuse in Form eines Metall-Kunststoff-Hybridbauteils erhalten, das erhöhten Anforderungen an Dichtigkeit und Temperaturbeständigkeit genügt und dabei einfach, kostengünstig, präzise und schnell herstellbar sowie dabei sicher und zuverlässig reproduzierbar ist. Das erfindungsgemäße Batteriegehäuse ermöglicht dabei eine hohe Konstruktionsflexibilität. Gleiches gilt für erfindungsgemäße Metall-Kunststoff-Hybridbauteile, die z.B. in der Kraftfahrzeugtechnik, der Luft- und Raumfahrttechnik, der Medizintechnik, der Messtechnik, der Elektronik und im Bauwesen eingesetzt werden könnenOverall, a battery housing in the form of a metal-plastic hybrid component is obtained that meets increased requirements for tightness and temperature resistance and can be produced easily, inexpensively, precisely and quickly and can be reproduced safely and reliably. The battery housing according to the invention enables a high degree of design flexibility. The same applies to metal-plastic hybrid components according to the invention, which can be used, for example, in automotive technology, aerospace technology, medical technology, measurement technology, electronics and in construction
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 100100
- Batteriegehäuse in Form eines Metall-Kunststoff-HybridbauteilsBattery housing in the form of a metal-plastic hybrid component
- 101101
- Metallelement von 100Metal element of 100
- 102102
- Kunststoffelement von 100Plastic element of 100
- 103103
- Anbindungselement von 100Connection element of 100
- 104104
- Anbindungsfläche von 101 Connection area of 101
- 110110
- Durchbruch in 101Breakthrough in 101
- 111111
- Erste Oberfläche von 101First surface of 101
- 112112
- Zweite Oberfläche von 101Second surface of 101
- 113113
- Durchführung in 102 innerhalb 110 Implementation in 102 within 110
- A - AA-A
-
Schnittlinie in
2 Cutting line in2
Claims (9)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014213306.8A DE102014213306B4 (en) | 2014-07-09 | 2014-07-09 | Battery housing for electric vehicles in the form of a metal-plastic hybrid component and method for its production |
CN201510390828.7A CN105313323A (en) | 2014-07-09 | 2015-07-06 | Battery cell case in metal plastic mixed component form, and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014213306.8A DE102014213306B4 (en) | 2014-07-09 | 2014-07-09 | Battery housing for electric vehicles in the form of a metal-plastic hybrid component and method for its production |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102014213306A1 DE102014213306A1 (en) | 2016-01-14 |
DE102014213306B4 true DE102014213306B4 (en) | 2023-10-19 |
Family
ID=54866877
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102014213306.8A Active DE102014213306B4 (en) | 2014-07-09 | 2014-07-09 | Battery housing for electric vehicles in the form of a metal-plastic hybrid component and method for its production |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105313323A (en) |
DE (1) | DE102014213306B4 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
PL3428993T3 (en) | 2017-07-13 | 2023-03-13 | Outokumpu Oyj | Safety battery compartment for battery electric vehicles |
DE102022111910A1 (en) | 2022-05-12 | 2023-11-16 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Device for corrosion protection, control unit and frame with the device |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3742026A1 (en) | 1987-12-11 | 1989-06-22 | Varta Batterie | PLASTIC SEALING ELEMENT FOR GALVANIC PRIME ELEMENTS |
DE102006025745A1 (en) | 2006-05-31 | 2007-12-06 | Rehau Ag + Co. | Metal-plastic-hybrid-housing component e.g. oil sump, for passenger car, has flange with surface for sealing connection at housing structure, strip provided integral to flange, and wall area attached on sides of strip |
WO2011012201A1 (en) | 2009-07-31 | 2011-02-03 | Daimler Ag | Battery and method for producing a battery |
US20120015242A1 (en) | 2010-07-16 | 2012-01-19 | Coda Automotive, Inc. | Battery with improved terminals |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201003614Y (en) * | 2006-12-19 | 2008-01-09 | 陈正 | Composite labyrinth seal structure |
CN201038235Y (en) * | 2007-05-15 | 2008-03-19 | 上海飞鲸电池有限公司 | Material-saving battery |
-
2014
- 2014-07-09 DE DE102014213306.8A patent/DE102014213306B4/en active Active
-
2015
- 2015-07-06 CN CN201510390828.7A patent/CN105313323A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3742026A1 (en) | 1987-12-11 | 1989-06-22 | Varta Batterie | PLASTIC SEALING ELEMENT FOR GALVANIC PRIME ELEMENTS |
DE102006025745A1 (en) | 2006-05-31 | 2007-12-06 | Rehau Ag + Co. | Metal-plastic-hybrid-housing component e.g. oil sump, for passenger car, has flange with surface for sealing connection at housing structure, strip provided integral to flange, and wall area attached on sides of strip |
WO2011012201A1 (en) | 2009-07-31 | 2011-02-03 | Daimler Ag | Battery and method for producing a battery |
US20120015242A1 (en) | 2010-07-16 | 2012-01-19 | Coda Automotive, Inc. | Battery with improved terminals |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105313323A (en) | 2016-02-10 |
DE102014213306A1 (en) | 2016-01-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102011105072B3 (en) | Retention device for fuel cell for converting chemical energy into electrical power, has membrane arranged between frame elements in form-fit manner, and sealing element arranged on outer portion of one frame element with larger frame width | |
DE112014005610B4 (en) | Power generating body | |
DE2726742C2 (en) | Intermediate connector | |
EP2873296B1 (en) | Heat generating element | |
DE102011104948A1 (en) | Integrated fuel cell assembly and method of making the same | |
EP2401779A1 (en) | Galvanic cell having a frame and method for the production of said galvanic cell | |
DE102018114003A1 (en) | FUEL CELL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME | |
DE102013220486A1 (en) | Manufacturing multi-part, preferably multi-layer bipolar plate for electrochemical device, comprises generating sealing element from elastic material on first part of bipolar plate by molding-process, and connecting first and second part | |
DE102016212912A1 (en) | Plastic frame equipped membrane electrode assembly for a fuel cell | |
DE102018209270B4 (en) | Method for producing a cover assembly for a cell housing of a prismatic battery cell of a high-voltage battery of a motor vehicle, battery cell and high-voltage battery | |
DE102010050040A1 (en) | Arrangement of an electrode stack of an electrochemical energy storage device | |
DE102012113062A1 (en) | connecting conductors | |
EP2467885A1 (en) | Galvanic cell comprising a frame, and method for the production thereof | |
DE102011105180A1 (en) | Method for connecting two polymer components of membrane-electrode assembly used in fuel cell, involves applying adhesive at predetermined portions of surface of polymer components to stick polymer components together | |
DE102014213306B4 (en) | Battery housing for electric vehicles in the form of a metal-plastic hybrid component and method for its production | |
DE102010021148A1 (en) | Bag cell battery assembly and corresponding method of manufacture and use | |
DE102018120618A1 (en) | Production method of a unit cell of a fuel cell | |
DE102014223517A1 (en) | Heatable automotive service fluid tank and method of making the heater for the same | |
DE102013223817A1 (en) | Fuel cell element, fuel cell stack and method for producing a fuel cell or a fuel cell stack | |
DE102020108826B3 (en) | Battery module for an electrically powered motor vehicle and method for producing a battery module | |
DE102011105071B4 (en) | Method for producing a holding device with a membrane of a membrane-electrode unit for a fuel cell | |
DE102011116997A1 (en) | Method for manufacturing bipolar plate for fuel cell, involves welding sub plates with separator plate at connecting portions so as to form the channel structure | |
DE102016003008A1 (en) | Compressible assembly line and its use | |
DE102015008275A1 (en) | Cell block and electrochemical energy storage | |
DE102020208930B4 (en) | Fuel cell housing, fuel cell and method for producing a fuel cell housing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R012 | Request for examination validly filed | ||
R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01M0002020000 Ipc: H01M0050100000 |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01M0050100000 Ipc: H01M0050116000 |