DE102016223162A1 - Method for producing a housing part - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Herstellung eines Gehäuseteils mit folgenden Schritten:Auswählen eines Bereichs einer plattenförmigen Grundplatte;Umformen des ausgewählten Bereichs zum Bewirken einer Eingrenzung eines nicht ausgewählten Bereichs der Grundplatte durch den umgeformten ausgewählten Bereich.A method of manufacturing a housing member comprising the steps of: selecting a portion of a plate-shaped base plate; reshaping the selected portion to effect confinement of an unselected portion of the base plate through the reshaped selected portion.
Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung eines Gehäuseteils, einem Gehäuse zur Aufnahme eines elektrochemischen Energiespeichers, einem Batteriesystem sowie einer Verwendung des Batteriesystems in einem Fahrzeug und/oder stationären Energiespeichersystems gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.The invention is based on a method for producing a housing part, a housing for accommodating an electrochemical energy store, a battery system and a use of the battery system in a vehicle and / or stationary energy storage system according to the preamble of the independent claims.
Stand der TechnikState of the art
Die Druckschrift
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Die Druckschrift
Die Druckschrift 10 2014 204 245 A1 offenbart eine Energiespeichereinheit mit einer Mehrzahl von galvanischen Zellen, wobei die galvanischen Zellen jeweils eine erste Außenseite umfassend eine erste Elektrode und eine zweite Außenseite umfassend eine zweite Elektrode aufweisen und die galvanischen Zellen durch Aneinanderreihung der galvanischen Zellen mit den Außenseiten über die Elektroden elektrisch miteinander verschaltet sind. Die Energiespeichereinheit umfasst zudem ein erstes Rahmenelement und ein zweites Rahmenelement, welches direkt oder indirekt miteinander verbunden sind, wobei das erste Rahmenelement an dem einen Ende der Aneinanderreihung der galvanischen Zellen angeordnet ist und das zweite Rahmenelement an dem anderen Ende der Aneinanderreihung der galvanischen Zellen angeordnet ist.The publication 10 2014 204 245 A1 discloses an energy storage unit with a plurality of galvanic cells, the galvanic cells each having a first outer side comprising a first electrode and a second outer side comprising a second electrode and the galvanic cells by lining up the galvanic cells with the outer sides are electrically interconnected via the electrodes. The energy storage unit also comprises a first frame element and a second frame element, which are directly or indirectly connected to each other, wherein the first frame element is arranged at one end of the series of galvanic cells and the second frame element is arranged at the other end of the series of galvanic cells ,
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche weist demgegenüber den Vorteil auf, dass ein Bereich einer plattenförmigen Grundplatte ausgewählt wird, dieser Bereich umgeformt wird, wodurch eine Eingrenzung eines nicht ausgewählten Bereichs der Grundplatte durch den umgeformten ausgewählten Bereich bewirkt wird. Dadurch ist es möglich, das Gehäuseteil aus einer Grundplatte und einer Eingrenzung aus nur einem Rohling zu fertigen.The method according to the invention with the characterizing features of the independent claims, on the other hand, has the advantage that a region of a plate-shaped base plate is selected, this region is deformed, whereby a delimitation of an unselected region of the base plate is effected by the reshaped selected region. This makes it possible to manufacture the housing part of a base plate and a restriction of only one blank.
Weiter ist durch das einteilig ausgeführte Gehäuseteil vorteilhafterweise eine flexible Anpassung an bauvariantenspezifische Anforderungen umsetzbar, beispielsweise Anforderungen an ein maximal zulässiges Gesamtgewicht, eine erforderliche Stabilität, eine Crash-Sicherheit, eine Vibrationsempfindlichkeit oder an eine Resistenz eines verwendeten Materials gegen Umwelteinflüsse.Further, by the one-piece housing part advantageously a flexible adaptation to bauvariantenpezifische requirements implemented, for example, requirements for a maximum gross weight, a required stability, crash safety, a vibration sensitivity or resistance of a material used against environmental influences.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.Further advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Zum Umformen der Grundplatte findet ein Biegeverfahren Anwendung, bei dem für einen ersten Biegeabschnitt des ausgewählten Bereichs ein erster Biegewinkel gewählt wird, der im Wesentlichen senkrecht zur Grundplatte ist und für einen zweiten Biegeabschnitt des ausgewählten Bereichs ein zweiter Biegewinkel gewählt wird, der im Wesentlichen senkrecht zu dem ersten Biegeabschnitt ist. For reshaping the base plate, a bending method is used in which a first bending angle is selected for a first bending section of the selected area, which is substantially perpendicular to the base plate and a second bending angle is selected for a second bending section of the selected area, which is substantially perpendicular to the first bending section.
Dadurch wird eine besondere Stabilität der bewirkten Eingrenzung des nicht ausgewählten Bereichs der Grundplatte erreicht.Thereby, a particular stability of the effected restriction of the non-selected area of the base plate is achieved.
Eine Breite des ersten Biegeabschnitts und eine Breite des zweiten Biegeabschnitts sind derart gewählt, dass die Eingrenzung ein U-förmiges Profil aufweist.A width of the first bending portion and a width of the second bending portion are selected such that the confinement has a U-shaped profile.
Durch das U-förmige Profil entsteht ein Hohlraum, der vorteilhafterweise zur Aufnahme von Bauteilen, beispielsweise elektrische Kabel, oder Stabilisierungsbauteile geeignet ist. Weiter weist die Eingrenzung mit dem U-förmigen Profil eine besondere Stabilität gegenüber einer mechanischen Belastung der Eingrenzung, der Grundplatte und/oder des Gehäuseteils auf.By the U-shaped profile creates a cavity which is advantageously suitable for receiving components, such as electrical cables, or stabilizing components. Further, the containment with the U-shaped profile has a particular stability against mechanical stress on the containment, the base plate and / or the housing part.
Zum Umformen der Grundplatte wird für einen dritten Biegeabschnitt des ausgewählten Bereichs ein dritter Biegewinkel gewählt, der im Wesentlichen senkrecht zu dem zweiten Biegeabschnitt ist.For reshaping the base plate, a third bending angle, which is substantially perpendicular to the second bending section, is selected for a third bending section of the selected area.
Dadurch wird eine Eingrenzung bewirkt, die ein im Wesentlichen geschlossenes Profil aufweist.This causes a confinement having a substantially closed profile.
Eine Breite des ersten Biegeabschnitts, eine Breite des zweiten Biegeabschnitts und/oder eine Breite des dritten Biegeabschnitts sind derart gewählt, dass die Eingrenzung ein im Wesentlichen geschlossenes, quaderförmiges Profil aufweist.A width of the first bending section, a width of the second bending section and / or a width of the third bending section are selected such that the boundary has a substantially closed, rectangular profile.
Durch den entstandenen Hohlraum können Bauteile, beispielsweise elektrische Leitungen und/oder Überwachungsvorrichtungen, in den Hohlraum eingebracht werden.By the resulting cavity components, such as electrical cables and / or monitoring devices can be introduced into the cavity.
Eine Kontaktfläche zwischen einer Seitenkante des dritten Biegeabschnitts und dem nicht ausgewählten Bereich der Grundplatte wird verklebt und/oder verschweißt.A contact surface between a side edge of the third bending portion and the non-selected portion of the base plate is glued and / or welded.
Dadurch wird eine besondere Stabilität der Eingrenzung erzielt. Weiter wird eine erhöhte Dichtheit des quaderförmigen Profils gegenüber Feuchtigkeit und/oder verbesserte Resistenz des quaderförmigen Profils gegen Umwelteinflüssen erreicht.As a result, a particular stability of the restriction is achieved. Next, an increased tightness of the cuboid profile against moisture and / or improved resistance of the cuboid profile is achieved against environmental influences.
Weiter können dadurch besondere Anforderungen an eine elektromagnetische Verträglichkeit, eine Leitfähigkeit, einen Temperatureinfluss, eine Wärmeleitfähigkeit und/oder ein Gewicht des Gehäuseteils erfüllt werden.Furthermore, special requirements for electromagnetic compatibility, conductivity, temperature influence, thermal conductivity and / or weight of the housing part can be fulfilled.
Ein durch das U-förmige Profil und/oder das quaderförmige Profil umschlossener Raum kann mit einem Füllmaterial, beispielsweise Kunststoff, zementartiges Material und/oder schaumartiges Material, befüllt werden.A space enclosed by the U-shaped profile and / or the cuboidal profile can be filled with a filling material, for example plastic, cementitious material and / or foamy material.
Dadurch wird eine erhöhte Stabilität der Eingrenzung und somit des Gehäuseteils erreicht, wodurch eine besondere Crashsicherheit des Gehäuseteils realisiert werden kann.As a result, an increased stability of the containment and thus of the housing part is achieved, whereby a special crash safety of the housing part can be realized.
Zumindest ein Tiefziehabschnitt des nicht ausgewählten Bereichs der Grundplatte wird zu einem Hohlteil umgeformt.At least one deep-drawn portion of the unselected region of the base plate is formed into a hollow part.
Durch das Hohlteil, beispielsweise in Form von Domen mit einem rechtwinkligen oder zylinderförmigen Profil, ist eine Befestigung, Stabilisierung, Fixierung und/oder Positionierung von weiteren Bauteilen möglich, beispielsweise Kühlvorrichtungen oder Stabilisierungsbauteile, vorteilhafterweise unter Beibehaltung einer einteiligen Ausführung des Gehäuseteils.By the hollow part, for example in the form of domes with a rectangular or cylindrical profile, attachment, stabilization, fixation and / or positioning of other components is possible, for example, cooling devices or stabilizing components, advantageously while maintaining a one-piece design of the housing part.
Ein Querträger wird kraft- und/oder stoffschlüssig mit zumindest einem Abschnitt des nicht ausgewählten Bereichs der Grundplatte, des umgeformten ausgewählten Bereichs und/oder zumindest einem Hohlteil verbunden, beispielsweise durch Durchsetzfügen.A cross member is positively and / or materially connected to at least a portion of the non-selected region of the base plate, the reshaped selected region and / or at least one hollow part, for example by clinching.
Dadurch wird eine Verbesserung der Stabilität erreicht. Weiter dient der Querträger zum Befestigen von weiteren Bauteilen, beispielsweise von Kühlvorrichtungen.This achieves an improvement in stability. Next, the cross member is used for securing other components, such as cooling devices.
Zur Temperierung eines elektrochemischen Energiespeichers wird eine Kühlplatte in die Eingrenzung der Grundplatte eingebracht. Dies kann durch einfaches Einlegen der Kühlplatte erfolgen und/oder durch Einschieben in die Eingrenzung mit dem U-förmigen Profil.For tempering an electrochemical energy storage, a cooling plate is introduced into the confinement of the base plate. This can be done by simply inserting the cooling plate and / or by insertion into the border with the U-shaped profile.
Die Kühlplatte wird kraft- und stoffschlüssig mit der Grundplatte, dem Querträger, dem Hohlteil und/oder der Eingrenzung der Grundplatte verbunden, beispielsweise durch Verschweißen, Verkleben und/oder Durchsetzfügen.The cooling plate is non-positively and cohesively connected to the base plate, the cross member, the hollow part and / or the delimitation of the base plate, for example by welding, bonding and / or clinching.
Durch die Kühlplatte wird eine gute Wärmeabfuhr gewährleistet, wobei die Abwärme beispielsweise während eines Betriebs des elektrochemischen Energiespeichers entsteht, und ein hoher Automatisierungsgrad bei einer Fertigung des Gehäuseteils ermöglicht.By the cooling plate, a good heat dissipation is ensured, the waste heat, for example, arises during operation of the electrochemical energy storage, and allows a high degree of automation in a production of the housing part.
Zur Stabilitätserhöhung des Gehäuseteils wird zumindest ein Bauteil kraft-, form- und/oder stoffschlüssig mit der Grundplatte, dem ersten Biegeabschnitt, dem zweiten Biegeabschnitt und/oder dem dritten Biegeabschnitt verbunden. To increase the stability of the housing part, at least one component is positively, positively and / or materially connected to the base plate, the first bending section, the second bending section and / or the third bending section.
Das zumindest eine Bauteil ist beispielsweise ein U-förmiges Rahmenelement, das mit der U-förmigen Öffnung den ersten, den zweiten und den dritten Biegeabschnitt umfasst. Dadurch wird eine weitere Steigerung der Stabilität gegenüber physikalischen Einwirkungen erreicht.The at least one component is, for example, a U-shaped frame element which, with the U-shaped opening, comprises the first, the second and the third bending section. This achieves a further increase in stability to physical agents.
Vorteilhafterweise können je nach einer Belastungszone des Gehäuseteils diese Bauteile aus unterschiedlichen Materialien hergestellt werden, wodurch eine Gewichtsreduzierung erreicht wird.Advantageously, depending on a loading zone of the housing part, these components can be made of different materials, whereby a weight reduction is achieved.
Vorteilhafterweise umfasst ein Gehäuse zur Aufnahme eines elektrochemischen Energiespeichers ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Gehäuseteil.Advantageously, a housing for receiving an electrochemical energy store comprises a housing part produced by the method according to the invention.
Durch das einteilig ausgeführte Gehäuseteil ist eine bauvariantenspezifische Anpassung des Gehäuseteils einfach möglich. Weiter kann das Gehäuseteil mit einem gegenüber herkömmlichen Verfahren vergleichsweise geringen Fertigungsaufwand hergestellt werden.Due to the one-piece housing part a construction variant specific adaptation of the housing part is easily possible. Furthermore, the housing part can be manufactured with a comparatively low manufacturing outlay compared with conventional methods.
Vorteilhafterweise ein Batteriesystem ein Gehäuse zur Aufnahme eines elektrochemischen Energiespeichers, welches mindestens ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Gehäuseteil umfasst.Advantageously, a battery system is a housing for receiving an electrochemical energy store, which comprises at least one housing part produced by the method according to the invention.
Vorteilhafterweise wird die Batterie in einem Fahrzeug und/oder stationären Batteriesystem mit einem Lithium-Ionen-, Lithium-Schwefel-, Lithium-Luft und/oder Feststoffelektrolyt-Energiespeicher verwendet.Advantageously, the battery is used in a vehicle and / or stationary battery system with a lithium-ion, lithium-sulfur, lithium-air and / or solid electrolyte energy storage.
Die elektrochemischen Energiespeicher in dem Fahrzeug und/oder stationären Energiespeichersystem sind besonders vor mechanischen und elektromagnetischen Umwelteinflüssen geschützt, aber auch vor Feuchtigkeit und/oder Chemikalien. Weiter werden vorteilhafterweise Anforderungen an eine mechanische Stabilität, eine Crash-Resistenz und physikalische sowie elektro-magnetische Dichtheit erreicht.The electrochemical energy stores in the vehicle and / or stationary energy storage system are particularly protected against mechanical and electromagnetic environmental influences, but also against moisture and / or chemicals. Furthermore, requirements for mechanical stability, crash resistance and physical and electromagnetic tightness are advantageously achieved.
Figurenlistelist of figures
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.
Es zeigen:
-
1a eine erste Ausführungsform zur Herstellung einer Eingrenzung; und -
1b eine zweite Ausführungsform zur Herstellung einer Eingrenzung; und -
2 eine erste Ausführungsform einer Eingrenzung; und -
3 eine zweite Ausführungsform einer Eingrenzung; und -
4 eine erste Ausführungsform eines Gehäuseteils; und -
5 eine zweite Ausführungsform eines Gehäuseteils; und -
6 die erste Ausführungsform des Gehäuseteils mit einem Querträger; und -
7 die erste Ausführungsform des Gehäuseteils mit Hohlteilen und -
8 eine Ausführungsform von Stabilisierungselementen für das Gehäuseteil.
-
1a a first embodiment for making a confinement; and -
1b a second embodiment for making a confinement; and -
2 a first embodiment of a confinement; and -
3 a second embodiment of a confinement; and -
4 a first embodiment of a housing part; and -
5 a second embodiment of a housing part; and -
6 the first embodiment of the housing part with a cross member; and -
7 the first embodiment of the housing part with hollow parts and -
8th an embodiment of stabilizing elements for the housing part.
Detaillierte Beschreibung der AusführungsbeispieleDetailed description of the embodiments
Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in allen Figuren gleiche Vorrichtungskomponenten.The same reference numerals denote the same device components in all figures.
Dadurch entsteht das U-förmige Profil, welches einen Hohlraum
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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