DE102020111062A1

DE102020111062A1 - Verfahren zum Herstellen eines Batteriegehäusebauteils, Batteriegehäusebauteil und Batteriegehäuse mit einer Abschirmung

Info

Publication number: DE102020111062A1
Application number: DE102020111062.6A
Authority: DE
Inventors: Axel Wagner
Original assignee: Kautex Textron GmbH and Co KG
Current assignee: Kautex Textron GmbH and Co KG
Priority date: 2020-04-23
Filing date: 2020-04-23
Publication date: 2021-10-28
Also published as: WO2021214252A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines Batteriegehäusebauteils (2, 3) für ein Batteriegehäuse (1), insbesondere für ein Batteriegehäuse (1) einer Traktionsbatterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, mit den Schritten- Herstellen eines Grundkörpers (4) aus einem Kunststoffmaterial,- Anbringen wenigstens eines flächigen Abschirmelements (7) an einer Schirmseite (6) des Grundkörpers (4), und- Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Beschichtung (13) an der Schirmseite (6) des Grundkörpers (4) in wenigstens einem Abschirmbereich (12), wobei- das wenigstens eine flächige Abschirmelement (7) und die elektrisch leitfähige Beschichtung (13) in dem wenigstens einen Abschirmbereich (12) zu einer elektrisch leitfähigen Abschirmung (5) an der Schirmseite (6) des Grundkörpers (4) verbunden sind.Die vorliegende Erfindung offenbart weiterhin ein entsprechendes Batteriegehäusebauteil (2, 3) für ein Batteriegehäuse (1) sowie ein Batteriegehäuse (1) mit zwei solchen Batteriegehäusebauteilen (2, 3), wobei die beiden Batteriegehäusebauteile (2, 3) unter Bildung eines umschlossenen Aufnahmeraums (11) zur Aufnahme einer Mehrzahl elektrischer Batteriezellen und unter Kontaktierung ihrer Abschirmungen (5) miteinander verbunden oder miteinander verbindbar sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Batteriegehäusebauteils für ein Batteriegehäuse, insbesondere für ein Batteriegehäuse einer Traktionsbatterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Batteriegehäusebauteil für ein Batteriegehäuse, insbesondere für ein Batteriegehäuse einer Traktionsbatterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, mit einem Grundkörper aus einem Kunststoffmaterial und einer elektrisch leitfähigen Abschirmung, die an einer Schirmseite des Grundkörpers angeordnet ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein Batteriegehäuse, insbesondere für eine Traktionsbatterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, mit zwei obigen Batteriegehäusebauteilen.
Im Stand der Technik ist es bekannt, dass Batteriegehäuse für Traktionsbatterien bzw. Antriebsbatterien von Elektrofahrzeugen meist wenigstens zwei miteinander verbundene Batteriegehäusebauteile aufweisen, die zusammen das Batteriegehäuse bilden. Bekannte Batteriegehäusebauteile sind üblicherweise aus metallischen Werkstoffen hergestellt, meist aus Aluminium oder Stahl. Diese Batteriegehäusebauteile bzw. Batteriegehäuse ermöglichen eine wirksame Abschirmung der Umgebung des Batteriegehäusebauteils vor elektromagnetischer Strahlung der Traktionsbatterie und auch eine wirksame Abschirmung der Traktionsbatterie vor elektromagnetischer Strahlung, die von Strahlungsquellen in einer Umgebung der Traktionsbatterie stammt, beispielsweise von dem Fahrzeug. Diese Batteriegehäusebauteile und Batteriegehäuse aus metallischen Werkstoffen weisen üblicherweise ein hohes Gewicht auf.
Aus dem Stand der Technik sind beispielsweise aus der EP 2 742 549 B1 ein Batteriegehäusebauteil für ein Batteriegehäuse einer Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Batteriegehäusebauteils bekannt. Das Batteriegehäusebauteil weist einen Aufnahmekörper, in welchem die Traktionsbatterie aufnehmbar ist, und wenigstens ein flächiges Element aus einem elektrisch leitfähigen Material auf, wobei der Aufnahmekörper wenigstens teilweise oder zur Gänze aus einem thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoffmaterial besteht. Das flächige Element ist für die Abschirmung eines Umgebungsbereichs des Batteriegehäusebauteils und/oder für die Abschirmung der Traktionsbatterie vor elektromagnetischer Strahlung vorgesehen. Das flächige Element kann eine Metallfolie oder ein Vlies und/oder Gewebe und/oder polymeres Schaummaterial aus leitfähigem oder leitfähig beschichtetem Material sein. Alternativ kann das flächige Element in Form einer Schicht ausgebildet sein, die auf dem Aufnahmekörper flächig aufliegt und stoffschlüssig mit dem Aufnahmekörper verbunden ist. Die Schicht kann mittels eines Sputterverfahrens, Lackierverfahrens und/oder Bedampfungsverfahrens wie auch mittels eines galvanischen Verfahrens aufgebracht sein.
Dadurch kann gegenüber aus metallischen Werkstoffen hergestellten Batteriegehäusebauteilen und Batteriegehäusen eine Gewichtsreduzierung erreicht werden, ohne auf eine Abschirmung der Traktionsbatterie gegenüber elektromagnetischer Strahlung zu verzichten.
Allerdings hat es sich in der Praxis als schwierig und/oder kostenintensiv erwiesen, das flächige Element mit dem Aufnahmekörper zu verbinden oder daran anzubringen. Dies kann abhängig von einer Form des Aufnahmekörpers sein. Insbesondere bei einer Ausgestaltung des Aufnahmekörpers mit einer komplexen Form kann es schwierig sein, ein flächiges Element in der Form einer Metallfolie, eines Vlieses, eines Gewebes oder eines polymeren Schaummaterials daran anzubringen. Es kann beispielsweise zur Faltenbildung des flächigen Elements auf dem Aufnahmekörper kommen. Auch kann die Schirmung durch die schwierige Anbringung des flächigen Elements an dem Aufnahmekörper beeinträchtigt sein, und das Anbringen des flächigen Elements ist insgesamt fehleranfällig. Zusätzlich kann sich ein optisch minderwertiger Eindruck des Batteriegehäusebauteils ergeben. Das Aufbringen des flächigen Elements auf dem Aufnahmekörper in Form einer Schicht ist üblicherweise mit deutlich erhöhten Kosten verbunden. Außerdem ist Aufbringen des flächigen Elements auf dem Aufnahmekörper in Form einer Schicht zeitintensiv.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines Batteriegehäusebauteils für ein Batteriegehäuse, insbesondere für ein Batteriegehäuse einer Traktionsbatterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, ein Batteriegehäusebauteil für ein Batteriegehäuse und ein damit hergestelltes Batteriegehäuse anzugeben, die eine Herstellung von Batteriegehäusebauteilen und Batteriegehäusen ermöglichen, die kostengünstig herzustellen sind und gute Eigenschaften in Bezug auf eine elektromagnetische Schirmung aufweisen.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines Batteriegehäusebauteils für ein Batteriegehäuse, insbesondere für ein Batteriegehäuse einer Traktionsbatterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen 2 bis 9 beschrieben.
Im Genaueren wird die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch Verfahren zum Herstellen eines Batteriegehäusebauteils für ein Batteriegehäuse, insbesondere für ein Batteriegehäuse einer Traktionsbatterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, gelöst. Das Verfahren umfasst die Schritte Herstellen eines Grundkörpers aus einem Kunststoffmaterial, Anbringen wenigstens eines flächigen Abschirmelements an einer Schirmseite des Grundkörpers, und Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Beschichtung an der Schirmseite des Grundkörpers in wenigstens einem Abschirmbereich, wobei das wenigstens eine flächige Abschirmelement und die elektrisch leitfähige Beschichtung in dem wenigstens einen Abschirmbereich zu einer elektrisch leitfähigen Abschirmung an der Schirmseite des Grundkörpers verbunden sind.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch durch ein Batteriegehäusebauteil für ein Batteriegehäuse, insbesondere für ein Batteriegehäuse einer Traktionsbatterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Batteriegehäusebauteils sind in den von Anspruch 10 abhängigen Ansprüchen 11 bis 17 beschrieben.
Im Genaueren wird die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe auch durch ein Batteriegehäusebauteil für ein Batteriegehäuse, insbesondere für ein Batteriegehäuse einer Traktionsbatterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, gelöst, mit einem Grundkörper aus einem Kunststoffmaterial und einer elektrisch leitfähigen Abschirmung, die an einer Schirmseite des Grundkörpers angeordnet ist.
Das erfindungsgemäße Batteriegehäusebauteil ist dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Abschirmung wenigstens ein flächiges Abschirmelement aufweist, das an der Schirmseite des Grundkörpers angebracht ist, die elektrisch leitfähige Abschirmung wenigstens einen Abschirmbereich aufweist, in dem eine elektrisch leitfähige Beschichtung an der Schirmseite des Grundkörpers aufgebracht ist, und das wenigstens eine flächige Abschirmelement und die elektrisch leitfähige Beschichtung in dem wenigstens einen Abschirmbereich zu der elektrisch leitfähigen Abschirmung verbunden sind.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ebenfalls durch ein Batteriegehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Batteriegehäuses ist in dem von Anspruch 18 abhängigen Anspruch 19 beschrieben.
Im Genaueren wird die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ebenfalls durch ein Batteriegehäuse, insbesondere für eine Traktionsbatterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, mit zwei obigen Batteriegehäusebauteilen gelöst. Das erfindungsgemäße Batteriegehäuse ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Batteriegehäusebauteile unter Bildung eines umschlossenen Aufnahmeraums zur Aufnahme einer Mehrzahl elektrischer Batteriezellen und unter Kontaktierung ihrer Abschirmungen miteinander verbunden oder miteinander verbindbar sind.
Erfindungsgemäß ergibt sich also eine zusammenhängende Abschirmung des entsprechenden Batteriegehäusebauteils mit zumindest einem flächigen Abschirmelement und einer elektrisch leitfähigen Beschichtung in wenigstens einem Abschirmbereich. Die Anbringung des wenigstens einen flächigen Abschirmelements kann einfach und effizient erfolgen. In dem wenigstens einen Abschirmbereich wird die Abschirmung durch die elektrisch leitfähige Beschichtung gebildet, was ein Herstellen der Beschichtung auf prinzipiell beliebig geformten Abschirmbereichen ermöglicht. Dadurch können beispielsweise Zuschnitte von einem flächigen Abschirmelement zur Anpassung an die Form des Grundkörpers im Bereich des wenigstens einen Abschirmbereichs entfallen. Damit ist auch insgesamt eine Gefahr der Faltenbildung des wenigstens einen flächigen Abschirmelements nicht gegeben, wenn das flächige Abschirmelement nur dort verwendet wird, wo es einfach und flächig aufgebracht werden kann, während sonst die elektrisch leitfähige Beschichtung aufgebracht wird. Dadurch kann eine insgesamt optisch ansprechende Anbringung der Abschirmung mit dem wenigstens einen flächigen Abschirmelement in Kombination mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung erfolgen, wobei gleichzeitig eine zuverlässige Schirmwirkung der Abschirmung sichergestellt wird. Dabei kann das Grundgehäuse insgesamt eine prinzipiell beliebige 3D-Form mit Biegungen und Kurven in verschiedenen Biegungsradien aufweisen. Da das Aufbringen der elektrisch leitfähigen Beschichtung auf den wenigstens einen Abschirmbereich beschränkt sein kann, können auch zusätzliche Kosten und zusätzlicher Aufwand zum Aufbringen der elektrisch leitfähigen Beschichtung beschränkt sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ein Herstellen einer 3D-Abschirmung auf einem entsprechend geformten 3D-Grundkörper mit einer prinzipiell beliebigen Form, die sowohl eine zuverlässige Schirmung der Traktionsbatterie bewirkt und gleichzeitig auch einen optisch hochwertigen Eindruck erzeugt.
Bei dem oben angegebenen Verfahren können einzelne Verfahrensschritte in ihrer Abfolge ausgetauscht werden. Insbesondere können die einzelnen Verfahrensschritte abhängig von ihrer Art in unterschiedlichen Abfolgen durchgeführt werden. Prinzipiell können auch mehrere Verfahrensschritte gleichzeitig durchgeführt werden. Dabei können auch mehrere Verfahrensschritte nicht nur gleichzeitig, sondern darüber hinaus integral, durchgeführt werden, d.h. beim Durchführen eines der Verfahrensschritte wird automatisch ein weiterer Verfahrensschritt durchgeführt.
Die Schirmseite des Grundkörpers ist eine Außenseite oder eine Innenseite bezogen auf das Batteriegehäuse. Die Innenseite zeigt zu einem Aufnahmeraum für Batteriezellen der Traktionsbatterie, während die Außenseite davon abgewandt ist. Dies ist für die Schirmwirkung der elektrisch leitfähigen Abschirmung prinzipiell ohne Belang, solange mit dem wenigstens einen flächigen Abschirmelement und der elektrisch leitfähigen Beschichtung in dem wenigstens einen Abschirmbereich eine zusammenhängende Abschirmung gebildet wird.
Die Abschirmung ist vorzugsweise vollflächig auf der Schirmseite ausgebildet, um eine zuverlässige Schirmung gegen elektromagnetische Strahlung zu bilden. Vollflächig bedeutet, dass eine durchgehende elektromagnetische Schirmung bewirkt wird. Dies kann beinhalten, dass beispielsweise das wenigstens eine flächige Abschirmelement Löcher aufweist, beispielsweise bei einer Ausgestaltung als Gitter. Abhängig von gewünschten elektromagnetischen (EM) Schirmeigenschaften kann die Abschirmung insgesamt dimensioniert werden, beispielsweise in Bezug auf ihre Dicke und die Art des verwendeten flächigen Abschirmelements.
Die Batteriegehäusebauteile des Batteriegehäuses können beispielsweise als ein Wannenbauteil und ein Deckelbauteil ausgebildet sein, die zu dem Batteriegehäuse verbunden werden können. Alternativ können die Batteriegehäusebauteile des Batteriegehäuses beispielsweise als eine Bodenplatte und ein Deckelbauteil ausgebildet sein, die zu dem Batteriegehäuse verbunden werden können. Auch können die Batteriegehäusebauteile des Batteriegehäuses als beliebig ausgeformte Halbschalen ausgeführt sein.
Verschiedene Kunststoffmaterialien können zum Herstellen des Grundkörpers verwendet werden. Zur Erhöhung der Festigkeit der Batteriegehäusebauteile kann ein faserverstärktes Kunststoffmaterial verwendet werden. Auch kann der Grundkörper aus einem Organoblech hergestellt sein.
Die Schirmseite des Batteriegehäusebauteils umfasst vorzugsweise einen Flanschbereich zur Verbindung mit einem korrespondierenden Batteriegehäusebauteil, so dass beim Verbinden der beiden Batteriegehäusebauteile ein Batteriegehäuse mit einer vorzugsweise vollständigen Abschirmung gebildet wird. Der Flanschbereich kann mit einem Flanschbereich des korrespondierenden Batteriegehäusebauteils verbunden werden, oder auf einen ebenen Bereich des korrespondierenden Batteriegehäusebauteils aufgesetzt werden, beispielsweise auf einen ebenen Bereich einer Bodenplatte. Vorzugsweise erstreckt sich die Abschirmung der beiden Batteriegehäusebauteile in den Flanschbereich, so dass beim Verbinden der beiden Batteriegehäusebauteile automatisch eine umlaufende Abschirmung des Batteriegehäuses gebildet wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Kontaktierung separat erfolgen, beispielsweise über einen separaten elektrischen Leiter, der mit den Abschirmungen der beiden Batteriegehäusebauteile verbunden wird.
Das Batteriegehäusebauteil kann das Batteriegehäuse bilden. Üblicherweise wird das Batteriegehäuse jedoch durch ein Verbinden mehrerer Batteriegehäusebauteile miteinander gebildet. Die einzelnen Batteriegehäusebauteile sind dabei vorzugsweise nach demselben Verfahren hergestellt, können aber unterschiedliche Formen aufweisen. Bei einem alternativen Batteriegehäuse mit zwei Batteriegehäusebauteilen ist nur eines der beiden Batteriegehäusebauteile nach dem oben beschrieben Verfahren hergestellt, während das andere Batteriegehäusebauteil aus einem metallischen Material besteht. Bei einem weiter alternativen Batteriegehäuse mit zwei Batteriegehäusebauteilen ist nur eines der beiden Batteriegehäusebauteile nach dem oben beschrieben Verfahren hergestellt, und das andere Batteriegehäusebauteil weist eine elektrisch leitfähige Abschirmung auf, die durch das Anbringen eines flächigen Abschirmelements an einer Schirmseite des Grundkörpers bereitgestellt ist. Dies ermöglicht insbesondere bei einem Batteriegehäusebauteil mit einer im Wesentlichen Plattenform, wie beispielsweise bei einem im Wesentlichen ebenen Deckelbauteil oder einer ebenen Bodenplatte als Batteriegehäusebauteil, eine effiziente und kostengünstige Herstellung. In einer noch weiter alternativen Ausführungsform des Batteriegehäuses ist eines der zwei Batteriegehäusebauteile in einem Tauchverfahren mit einer elektrisch leitfähigen Abschirmung beschichtet. Es ergibt sich beispielsweise eine allseitige Beschichtung des Grundkörpers. Alternativ kann auf das entsprechende Batteriegehäusebauteil an nur einer Schirmseite seines Grundkörpers eine elektrisch leitfähige Beschichtung aufgebracht sein.
Die Traktionsbatterie umfasst typischerweise eine Mehrzahl einzelner Batteriezellen, die in verschiedenen Weisen parallel und/oder in Reihe miteinander verschaltet sein können. Die Batteriezellen sind in dem Aufnahmeraum gemeinsam angeordnet.
Das Fahrzeug kann ausschließlich einen elektrischen Antrieb oder einem elektrischen Antrieb zusätzlich zu einem weiteren Antrieb, insbesondere einem Verbrennungsmotor, aufweisen. Entsprechend kann das Fahrzeug ein Elektrofahrzeug oder ein sogenanntes Hybridfahrzeug sein.
Vorzugsweise umfasst das Herstellen eines Grundkörpers aus einem Kunststoffmaterial ein Spritzgießen des Grundkörpers oder ein Herstellen des Grundkörpers durch Ausformen eines Rohlings des Grundkörpers in einem Pressverfahren, insbesondere Fließpressen, in einer entsprechenden Form. Entsprechend kann das Kunststoffmaterial beispielsweise in eine als Spritzgussform ausgebildete Form gegossen oder eingespritzt werden, um den Grundkörper herzustellen. Alternativ kann der Rohling aus dem Kunststoffmaterial bereitgestellt werden und in einer als Pressform ausgebildeten Form zu dem Grundkörper ausgeformt werden. Dabei wird vorzugsweise ein Fließpressverfahren verwendet, wobei zunächst das Kunststoffmaterial in die Pressform einfließt und anschließend der Grundkörper durch Pressen in der Pressform ausgeformt wird. Die genannten Verfahren erlauben eine Herstellung des Grundkörpers in einer beliebigen Form, so dass eine einfache Anpassung des Grundkörpers und damit des Batteriegehäusebauteils wie auch des Batteriegehäuses insgesamt an eine Verwendung in einem beliebigen Fahrzeug mit individuellen Freiräumen für die Traktionsbatterie möglich ist.
Weiter vorzugsweise umfasst das Anbringen wenigstens eines flächigen Abschirmelements an einer Schirmseite des Grundkörpers ein Anbringen des wenigstens einen flächigen Abschirmelements an wenigstens einem Flachbereich des Grundkörpers, und/oder das Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Beschichtung an der Schirmseite des Grundkörpers in wenigstens einem Abschirmbereich umfasst ein Aufbringen der elektrisch leitfähigen Beschichtung in wenigstens einem komplexen Formbereich. Der wenigstens eine Flachbereich des Grundkörpers ermöglicht ein einfaches Anbringen des wenigstens einen flächigen Abschirmelements. Zuschnitte des wenigstens einen flächigen Abschirmelements können in für den wenigstens einen Flachbereich entfallen. Eine Gefahr der Faltenbildung des wenigstens einen flächigen Abschirmelements ist im Bereich des wenigstens einen Flachbereichs nicht gegeben, so dass eine optisch ansprechende Anbringung des wenigstens einen flächigen Abschirmelements in dem wenigstens einen Flachbereich erfolgen kann und eine zuverlässige Schirmwirkung sichergestellt wird. Dabei kann die Anbringung des wenigstens einen flächigen Abschirmelements an dem wenigstens einen Flachbereich des Grundkörpers einfach und kostengünstig durchgeführt werden. In dem wenigstens einen komplexen Formbereich kann das Grundgehäuse eine prinzipiell beliebige 3D-Form mit Biegungen und Kurven in verschiedenen Anordnungen und/oder Biegungsradien aufweisen. Der wenigstens eine komplexe Formbereich entspricht somit dem wenigstens einen Abschirmbereich. Das Aufbringen der elektrisch leitfähigen Beschichtung kann somit auf den wenigstens einen komplexen Formbereich beschränkt sein, so dass zusätzliche Kosten und zusätzlicher Aufwand zum Aufbringen der elektrisch leitfähigen Beschichtung beschränkt sind.
Weiter vorzugsweise umfasst das Anbringen wenigstens eines flächigen Abschirmelements an einer Schirmseite des Grundkörpers ein Anbringen einer Metallfolie, eines Metallblechs, eines gewebten Metallgitters, eines aus einem Metallblech durch Stanzen, Laserschneiden oder ähnlichem hergestellten Metallgitters, eines aus einem Metallblech als Streckmetall hergestellten Metallgitters, eines metallisch beschichteten Gewebes, eines metallisch beschichteten Gitters oder eines metallisch beschichteten Vlieses. Auch Kombinationen der genannten flächigen Abschirmelemente sind möglich, beispielsweise eine Metallfolie, die teilweise nach der Art eines Gitters ausgeführt ist. Als Metalle können hier beispielsweise Aluminium, Kupfer, Eisen, Silber, Zinn, Zink, oder andere Metalle mit einer guten elektrischen Leitfähigkeit wie auch beliebige Legierungen auf Basis eines oder mehrerer der genannten Metalle verwendet werden. Bei dem metallisch beschichteten Gewebe oder dem metallisch beschichteten Vlies können einzelne Fasern vor der Herstellung des Gewebes oder des Vlieses beschichtet werden, oder das Gewebe oder Vlies wird im fertigen Zustand beschichtet. Die Art und Ausgestaltung, insbesondere eine Materialdicke, des wenigstens eines flächigen Abschirmelements kann abhängig von gewünschten EM-Eigenschaften gewählt werden. Bei einer hochfrequenten Schirmung kann eine Metallfolie gegenüber einem flächigen Abschirmelement mit Löchern, beispielsweise einem Gitter oder Gewebe, bevorzugt sein. Auch können verschiedenen Arten von flächigen Abschirmelementen gemeinsam an einem Grundkörper angebracht werden.
Weiter vorzugsweise umfasst das Anbringen wenigstens eines flächigen Abschirmelements an einer Schirmseite des Grundkörpers ein Aufbringen einer Klebeschicht auf einer der Schirmseite des Grundkörpers zugewandten Seite des wenigstens einen flächigen Abschirmelements und/oder ein Aufbringen einer Klebeschicht auf der Schirmseite des Grundkörpers sowie ein Verkleben des wenigstens einen flächigen Abschirmelements mit der Schirmseite des Grundkörpers. Durch die Klebeschicht kann das wenigstens eine flächige Abschirmelement zuverlässig an dem Grundkörper angebracht werden, so dass insbesondere beim Übergang des wenigstens einen flächigen Abschirmelements zu der elektrisch leitfähigen Beschichtung eine zuverlässige Positionierung des wenigstens einen flächigen Abschirmelements erfolgt. Dies ist insbesondere in einem Überlappungsbereich mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung vorteilhaft, um eine zusammenhängende Schirmung des Batteriegehäusebauteils und damit des gesamten Batteriegehäuses zu erreichen. Das Aufbringen der Klebeschicht kann durch Aufbringen einer flüssigen Klebeschicht durch eine Sprüh- und/oder Streichverfahren, beispielsweise mit einem Pinsel oder einer Rolle, oder durch Aufbringen einer Klebefolie realisiert werden. Die Klebeschicht kann das wenigstens eine flächige Abschirmelement an seiner der Schirmseite des Grundkörpers zugewandten Seite vollständig bedecken. Vorzugsweise bedeckt die Klebeschicht jedoch nur partiell das wenigstens eine flächige Abschirmelement, beispielsweise in Randbereichen davon, in regelmäßig beabstandeten Streifen, oder ähnlichem.
Weiter vorzugsweise umfasst das Anbringen wenigstens eines flächigen Abschirmelements an einer Schirmseite des Grundkörpers ein Anbringen von wenigstens einem Insert zum Halten des flächigen Abschirmelements an der Schirmseite des Grundkörpers. Das Insert kann beispielsweise vor dem Ausformen des Grundkörpers zusammen mit dem wenigstens einen flächigen Abschirmelement in der entsprechenden Form positioniert werden, um das wenigstens eine flächige Abschirmelement im ausgeformten Zustand des Grundkörpers zu fixieren.
Weiter vorzugsweise umfasst das Verfahren ein Einbringen des wenigstens einen flächigen Abschirmelements in eine Form zur Ausformung des Grundkörpers, und das Herstellen eines Grundkörpers aus einem Kunststoffmaterial umfasst ein Ausformen des Grundkörpers in der Form, wobei das Anbringen wenigstens eines flächigen Abschirmelements an einer Schirmseite des Grundkörpers integral mit dem Ausformen des Grundkörpers in der Form erfolgt. Abhängig von der Art des wenigstens einen flächigen Abschirmelements kann dieses auf unterschiedliche Weise an dem ausgeformten Grundkörper positioniert sein. Es kann beispielsweise ein teilweises Verschmelzen oder Verschweißen des wenigstens einen flächigen Abschirmelements mit dem Grundkörper erfolgen. Auch kann das wenigstens eine flächige Abschirmelement teilweise von dem Kunststoffmaterial des Grundkörpers umflossen werden. Auch kann das wenigstens eine flächige Abschirmelement Vorsprünge aufweisen, die sich in das Kunststoffmaterial des Grundkörpers erstrecken und dort im ausgeformten Zustand des Grundkörpers nach der Art eines Ankers gehalten werden. Durch ein teilweises Maskieren des Grundkörpers an seiner Schirmseite im Bereich des wenigstens einen flächigen Abschirmelements kann beispielsweise eine lokale Verbindung des Grundkörpers mit dem wenigstens einen flächigen Abschirmelement verhindert werden. Dadurch kann beispielsweise eine Kontaktierbarkeit des wenigstens einen flächigen Abschirmelements im Bereich der Maskierung lokal erhöht werden, um zum Beispiel einen Anschluss zur Verbindung mit einer Masse des Fahrzeugs bereitstellen zu können und/oder eine zusätzliche elektrische Verbindung mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung in dem wenigstens einen Abschirmbereich herzustellen.
Weiter vorzugsweise umfasst das Einbringen des flächigen Abschirmelements in eine Form zur Ausformung des Grundkörpers ein Einbringen des wenigstens einen flächigen Abschirmelements mit wenigstens einem Loch, vorzugsweise einer Mehrzahl Löcher, insbesondere als Gitter oder Gewebe, in die Form. Das Gitter oder Gewebe weist bedingt durch seine Struktur eine Mehrzahl Löcher auf. Beim Ausformen des Grundkörpers kann somit eine feste Verbindung zwischen dem wenigstens einen flächigen Abschirmelement und dem Grundkörper hergestellt werden. Das wenigstens eine Loch ist vorzugsweise so klein ausgeführt, dass kein Durchtritt des Kunststoffmaterials des Grundkörpers dadurch erfolgt, auch wenn ein zumindest teilweises Eintreten des Kunststoffmaterials des Grundkörpers in das wenigstens eine Loch möglich ist, wenn beispielsweise das wenigstens eine flächige Abschirmelement beim Ausformen des Grundkörpers in einer entsprechenden Form in diese Form eingebracht ist, und sich das Kunststoffmaterial des Grundkörpers in einem flüssigen oder plastischen Zustand befindet und sich beim Ausformen in das wenigstens eine Loch erstreckt und dann darin erhärtet. Das wenigstens eine Loch weist vorzugsweise eine Breite von wenigen Millimetern, beispielsweise drei Millimeter oder weniger auf. Das wenigstens eine Loch kann eine beliebige Geometrie aufweisen, beispielsweise rund oder viereckig. Die Abmessungen des wenigstens einen Lochs können in unterschiedlichen Ebenenrichtungen gleich oder unterschiedlich sein. Vorzugsweise ist das wenigstens eine Loch in einem Überlappungsbereich mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung angeordnet, so dass die elektrisch leitfähige Beschichtung im Bereich des wenigstens einen Loches auf das Kunststoffmaterial des Grundkörpers gelangen kann und darauf aufgebracht wird. Dadurch wird die elektrisch leitfähige Abschirmung insgesamt auch bei größeren Löchern des wenigstens einen flächigen Abschirmelements nicht unterbrochen und zuverlässig hergestellt werden.
Weiter vorzugsweise umfasst das Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Beschichtung an der Schirmseite des Grundkörpers in wenigstens einem Abschirmbereich ein Aufbringen der elektrisch leitfähigen Beschichtung durch Bedampfen mit Metalldampf, insbesondere durch ein Vakuumbedampfungsverfahren mit Metalldampf, ein Besprühen mit einem flüssigen Metall, insbesondere durch ein Lichtbogensprühverfahren mit Zink, ein Bestreichen mit einem elektrisch leitfähigen Anstrichmittel, insbesondere einer Lösung von Metallpartikeln und/oder Carbonpartikeln in einem Lösungsmittel, insbesondere einer sogenannten Kupferfarbe. Entsprechende Verfahren sind zum Aufbringen der elektrisch leitfähigen Beschichtung auf beliebig geformten Grundkörpern gut geeignet, so dass eine zuverlässige elektrisch leitfähige Abschirmung hergestellt werden kann. Die elektrisch leitfähige Beschichtung kann abhängig von einer Verwendung und einer gewünschten Schirmwirkung in unterschiedlicher Dicke auf den Grundkörper aufgebracht werden. Die Dicke kann beispielsweise durch ein wiederholtes Aufbringen der elektrisch leitfähigen Beschichtung an der Schirmseite des Grundkörpers in dem wenigstens einem Abschirmbereich erhöht werden. Auch können verschiedenen Arten von elektrisch leitfähigen Beschichtungen auf einen Grundkörper aufgebracht werden, beispielsweise in verschiedenen Abschirmbereichen, oder die elektrisch leitfähige Beschichtung kann in wenigstens einem Abschirmbereich durch eine Kombination mehrerer der genannten Beschichtungsarten gemeinsam hergestellt werden.
Weiter vorzugsweise umfasst das Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Beschichtung an der Schirmseite des Grundkörpers in wenigstens einem Abschirmbereich ein Aufbringen der elektrisch leitfähigen Beschichtung in einem mit dem wenigstens einen flächigen Abschirmelement überlappenden Überlappungsbereich. Das Aufbringen der elektrisch leitfähigen Beschichtung an der Schirmseite des Grundkörpers erfolgt vorzugsweise durch Lichtbogensprühen von Zink, wodurch auch auf unterschiedlichen Untergründen ein zuverlässiges Aufbringen der elektrisch leitfähigen Beschichtung an der Schirmseite des Grundkörpers in wenigstens einem Abschirmbereich nach dem Anbringen des wenigstens einen flächigen Abschirmelements erfolgen kann. Entsprechend wird die elektrisch leitfähige Beschichtung in dem Überlappungsbereich auf dem wenigstens einen flächigen Abschirmelement aufgebracht, wodurch sie damit überlappt. Durch die Überlappung des wenigstens einen flächigen Abschirmelements mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung wird die Abschirmung besonders zuverlässig zusammenhängend ausgebildet, so dass eine gute Schirmung des gesamten Batteriegehäuses bzw. des entsprechenden Batteriegehäusebauteils gebildet wird. Löcher in der elektrisch leitfähigen Abschirmung können zuverlässig vermieden werden.
Weiter vorzugsweise weist der Grundkörper wenigstens einen Flachbereich auf, und das wenigstens eine flächige Abschirmelement ist an dem wenigstens einen Flachbereich angebracht, und/oder der Grundkörper weist wenigstens einen komplexen Formbereich auf und die elektrisch leitfähige Beschichtung ist in dem wenigstens einen komplexen Formbereich an der Schirmseite des Grundkörpers in dem wenigstens einen Abschirmbereich aufgebracht. Der wenigstens eine Flachbereich des Grundkörpers ermöglicht ein einfaches Anbringen des wenigstens einen flächigen Abschirmelements. Zuschnitte des wenigstens einen flächigen Abschirmelements können entfallen. Eine Gefahr der Faltenbildung des wenigstens einen flächigen Abschirmelements ist im Bereich des wenigstens einen Flachbereichs nicht gegeben, so dass eine optisch ansprechende Anbringung des wenigstens einen flächigen Abschirmelements erfolgen kann und eine zuverlässige Schirmwirkung sichergestellt wird. Dabei kann die Anbringung des wenigstens einen flächigen Abschirmelements an dem wenigstens einen Flachbereich des Grundkörpers einfach und kostengünstig durchgeführt werden. In dem wenigstens einen komplexen Formbereich kann das Grundgehäuse eine prinzipiell beliebige 3D-Form mit Biegungen und Kurven in verschiedenen Anordnungen und Biegungsradien aufweisen. Der wenigstens eine komplexe Formbereich entspricht hier dem wenigstens einen Abschirmbereich, so dass das Aufbringen der elektrisch leitfähigen Beschichtung auf den wenigstens einen komplexen Formbereich beschränkt sein kann. Dadurch sind zusätzliche Kosten und zusätzlicher Aufwand zum Aufbringen der elektrisch leitfähigen Beschichtung beschränkt.
Weiter vorzugsweise ist das wenigstens eine flächige Abschirmelement als Metallfolie, als Metallblech, als gewebtes Metallgitter, als aus einem Metallblech durch Stanzen, Laserschneiden oder ähnlichem hergestelltes Metallgitter, als aus einem Metallblech als Streckmetall hergestelltes Metallgitter, als ein metallisch beschichtetes Gewebe, als ein metallisch beschichtetes Gitter oder als ein metallisch beschichtetes Vlies ausgeführt. Als Metalle können hier beispielsweise Aluminium, Kupfer, Eisen, Silber, Zinn, Zink, oder andere Metalle mit einer guten elektrischen Leitfähigkeit wie auch beliebige Legierungen auf Basis eines oder mehrerer der genannten Metalle verwendet werden. Bei dem metallisch beschichteten Gewebe oder dem metallisch beschichteten Vlies können einzelne Fasern vor der Herstellung des Gewebes oder des Vlieses beschichtet werden, oder das Gewebe oder Vlies wird im fertigen Zustand beschichtet.
Weiter vorzugsweise weist das Batteriegehäusebauteil eine Klebeschicht auf, die zwischen einer der Schirmseite des Grundkörpers zugewandten Seite des wenigstens einen flächigen Abschirmelements und der Schirmseite des Grundkörpers angeordnet ist. Durch die Klebeschicht kann das wenigstens eine flächige Abschirmelement zuverlässig an dem Grundkörper angebracht werden, so dass insbesondere beim Übergang des wenigstens einen flächigen Abschirmelements zu der elektrisch leitfähigen Beschichtung eine zuverlässige Positionierung des wenigstens einen flächigen Abschirmelements erfolgt. Dies ist insbesondere in einem Überlappungsbereich mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung vorteilhaft, um eine zusammenhängende Schirmung des Batteriegehäusebauteils und damit des gesamten Batteriegehäuses zu erreichen. Die Klebeschicht kann durch einzelne Klebestreifen gebildet sein.
Weiter vorzugsweise ist das wenigstens eine flächige Abschirmelement mit wenigstens einem Loch, vorzugsweise einer Mehrzahl Löcher, insbesondere als Gitter oder Gewebe, ausgeführt, und das Kunststoffmaterial des Grundkörpers erstreckt sich in das wenigstens eine Loch des wenigstens einen flächigen Abschirmelements. Das Gitter oder Gewebe weist bedingt durch seine Struktur eine Mehrzahl Löcher auf. Durch die Erstreckung des Kunststoffmaterials des Grundkörpers in das wenigstens eine Loch kann das wenigstens eine flächige Abschirmelement fest an dem Grundkörper angebracht werden. Vorzugsweise wird die Erstreckung des Kunststoffmaterials des Grundkörpers in das wenigstens eine Loch dadurch erreicht, dass das wenigstens eine flächige Abschirmelement beim Ausformen des Grundkörpers in einer entsprechenden Form in diese Form eingebracht ist, und sich das Kunststoffmaterial des Grundkörpers in einem flüssigen oder plastischen Zustand befindet und sich beim Ausformen in das wenigstens eine Loch erstreckt und dann darin erhärtet. Vorzugsweise ist das wenigstens eine Loch in einem Überlappungsbereich mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung angeordnet, so dass die elektrisch leitfähige Beschichtung im Bereich des wenigstens einen Loches auf das Kunststoffmaterial des Grundkörpers gelangen kann und darauf aufgebracht wird. Dadurch wird die elektrisch leitfähige Abschirmung insgesamt auch bei größeren Löchern des wenigstens einen flächigen Abschirmelements nicht unterbrochen und zuverlässig hergestellt werden.
Weiter vorzugsweise sind die elektrisch leitfähige Beschichtung an der Schirmseite des Grundkörpers in wenigstens einem Abschirmbereich und das wenigstens eine flächige Abschirmelement in einem Überlappungsbereich überlappend ausgeführt. Der Überlappungsbereich wird durch einen Teilbereich des wenigstens einen flächigen Abschirmelements und einen Teilbereich der elektrisch leitfähigen Beschichtung gebildet. Durch die Überlappung der elektrisch leitfähigen Beschichtung mit dem wenigstens einen flächigen Abschirmelement wird die Abschirmung zuverlässig zusammenhängend ausgebildet, so dass eine gute Schirmung des gesamten Batteriegehäuses bzw. des entsprechenden Batteriegehäusebauteils gebildet wird. Löcher in der Schirmung können zuverlässig vermieden werden. In dem Überlappungsbereich ist vorzugsweise das wenigstens eine flächige Abschirmelement unmittelbar auf dem Grundkörper angebracht, und die elektrisch leitfähige Beschichtung ist darauf aufgebracht. Die elektrisch leitfähige Beschichtung überlappt also teilweise, nämlich in dem Überlappungsbereich, das wenigstens eine flächige Abschirmelement. Prinzipiell ist aber auch eine umgekehrte Anordnung möglich, wobei die elektrisch leitfähige Beschichtung unmittelbar auf dem Grundkörper aufgebracht ist und das wenigstens eine flächige Abschirmelement darüber angebracht ist. Das wenigstens eine flächige Abschirmelement überlappt also teilweise, nämlich in dem Überlappungsbereich, die elektrisch leitfähige Beschichtung.
Weiter vorzugsweise weist das Batteriegehäusebauteil einen umlaufenden Flanschbereich zum Verbinden mit einem korrespondierenden Batteriegehäusebauteil auf, und die Abschirmung erstreckt sich über den Flanschbereich. Die Abschirmung kann sich dabei über den gesamten Flanschbereich oder nur einen Teil davon erstrecken. Vorzugsweise erstreckt sich die Abschirmung umlaufend über den Flanschbereich, um eine umlaufende EM-Dichtfläche zu bilden, wobei sich auch hier die Abschirmung jeweils nur über einen Teil des Flanschbereichs erstrecken muss, also insbesondere nur über einen Teil einer Breite des Flanschbereichs. Die Flanschbereiche kommen miteinander in Anlage und bilden korrespondierende Anlageflächen. Das Verbinden des Batteriegehäusebauteils mit dem korrespondierenden Batteriegehäusebauteil betrifft zunächst ein Herstellen einer mechanischen Verbindung, um ein Batteriegehäuse zu bilden, wobei durch die sich über den Flanschbereich erstreckende Abschirmung gleichzeitig eine elektrische Verbindung hergestellt werden kann.
Weiter vorzugsweise weist das Batteriegehäusebauteil ein elektrisches Kontaktelement auf, das elektrisch leitend mit der Abschirmung verbunden ist. Über das elektrische Kontaktelement kann eine Verbindung des Batteriegehäusebauteils mit einer Fahrzeugmasse hergestellt werden, um einen Potentialausgleich des Batteriegehäuses herzustellen. Das elektrische Kontaktelement kann als Kontaktpin ausgeführt sein, der mit der Abschirmung verbunden ist. Vorzugsweise ist das elektrische Kontaktelement im Bereich des wenigstens einen flächigen Abschirmelements angeordnet und damit elektrisch verbunden. Wenn das Batteriegehäuse mehrere Batteriegehäusebauteile aufweist, deren Abschirmungen im verbundenen Zustand elektrisch miteinander verbunden sind, kann über ein elektrisches Kontaktelement eines der Batteriegehäusebauteile das gesamte Batteriegehäuse mit der Fahrzeugmasse verbunden werden. Auch kann über das elektrische Kontaktelement eine elektrische Verbindung beispielsweise des wenigstens eines flächigen Abschirmelements mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung in wenigstens einem Abschirmbereich hergestellt werden. Das elektrische Kontaktelement kann im Anschluss an das Anbringen des wenigstens eines flächigen Abschirmelements und/oder an das Aufbringen der elektrisch leitfähigen Beschichtung in wenigstens einem Abschirmbereich angebracht werden. Vorzugsweise wird das elektrische Kontaktelement jedoch bereits beim Herstellen des Grundkörpers in einem integralen Schritt daran angebracht. Beim Aufbringen der elektrisch leitfähigen Beschichtung im Bereich des elektrischen Kontaktelements wird dieses automatisch elektrisch mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung verbunden. Beim Anbringen des elektrischen Kontaktelements im Bereich von einem flächigen Abschirmelement, können das flächige Abschirmelement und das elektrische Kontaktelement gemeinsam beim Herstellen des Grundkörpers daran angebracht werden. Beispielsweise können das elektrische Kontaktelement und das wenigstens eine flächige Abschirmelement in einer Form zur Herstellung des Grundkörpers positioniert werden, so dass diese beim Einspritzen oder Einfließen des Kunststoffmaterials in die Form damit in Kontakt kommen und mit dem Grundkörper verbunden werden. Dazu kann ein zusätzliches Pressen des Kunststoffmaterials in der Form durchgeführt werden, um den Grundkörper auszuformen und die Verbindung mit dem wenigstens einen flächigen Abschirmelement sowie dem elektrischen Kontaktelement herzustellen. Vorzugsweise wird dabei automatisch ein elektrischer Kontakt zwischen dem wenigstens einen flächigen Abschirmelement sowie dem elektrischen Kontaktelement hergestellt.
Weiter vorzugsweise weisen die beiden Batteriegehäusebauteile korrespondierende, umlaufende Flanschbereiche auf, mit denen die beiden Batteriegehäusebauteile miteinander verbunden oder miteinander verbindbar sind, wobei zwischen den beiden Flanschbereichen ein umlaufendes Dichtelement angeordnet ist. Das umlaufende Dichtelement bewirkt einen dichten Abschluss zwischen den beiden Batteriegehäusebauteilen beim Verbinden zu dem Batteriegehäuse, wodurch eine thermische Isolation gegen Wärmeaustausch insbesondere durch Konvektion gebildet wird. Dies erleichtert eine Temperierung der Batteriezellen der Traktionsbatterie. Außerdem wird ein luft- und feuchtigkeitsdichter Abschluss des Batteriegehäuses ermöglicht. Dies verringert eine Gefahr von Kurzschlüssen in der Traktionsbatterie durch eindringende Feuchtigkeit.
Die oben beschriebenen Merkmale, Ausgestaltungsmöglichkeiten und Vorteile in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren gelten jeweils entsprechend für das Batteriegehäusebauteil und für das Batteriegehäuse und umgekehrt.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus den erläuterten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im Einzelnen:

1: eine seitliche Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Batteriegehäuses mit zwei Batteriegehäusebauteilen mit einer elektrisch leitfähigen Abschirmung gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2: eine Draufsicht auf eines der Batteriegehäusebauteile mit der elektrisch leitfähigen Abschirmung aus 1; und
3: ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen der Batteriegehäusebauteile des Batteriegehäuses aus 1.

In der nun folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile bzw. gleiche Merkmale, so dass eine in Bezug auf eine Figur durchgeführte Beschreibung bezüglich eines Bauteils auch für die anderen Figuren gilt, sodass eine wiederholende Beschreibung vermieden wird. Ferner sind einzelne Merkmale, die in Zusammenhang mit einer Ausführungsform beschrieben wurden, auch separat in anderen Ausführungsformen verwendbar.
1 zeigt ein Batteriegehäuse 1 mit zwei Batteriegehäusebauteilen 2, 3 gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Batteriegehäuse 1 ist ein Batteriegehäuse einer Traktionsbatterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs. Die Traktionsbatterie umfasst eine Mehrzahl einzelner Batteriezellen, die parallel und in Reihe miteinander verschaltet und gemeinsam in einem Aufnahmeraum 11 des Batteriegehäuses 1 angeordnet sind.
Bei den beiden Batteriegehäusebauteilen 2, 3 handelt es sich um einen Gehäusedeckel 2 und eine Gehäusewanne 3. Jedes der beiden Batteriegehäusebauteile 2, 3 umfasst einen Grundkörper 4 aus einem Kunststoffmaterial. Verschiedene Kunststoffmaterialien können zum Herstellen des Grundkörpers 4 verwendet werden. Zur Erhöhung der Festigkeit der Batteriegehäusebauteile 2, 3 kann ein faserverstärktes Kunststoffmaterial verwendet werden. Auch kann der Grundkörper 4 aus einem Organoblech hergestellt sein.
Jedes der beiden Batteriegehäusebauteile 2, 3 umfasst weiter eine elektrisch leitfähige Abschirmung 5, die an einer Schirmseite 6 des Grundkörpers 4 angeordnet ist. Die Schirmseite 6 des Grundkörpers 4 ist eine Außenseite bezogen auf das Batteriegehäuse 1. Die Außenseite ist von dem Aufnahmeraum 11 für die Batteriezellen der Traktionsbatterie abgewandt. Die elektrisch leitfähige Abschirmung 5 ist vollflächig auf der Schirmseite 6 ausgebildet. Vollflächig bedeutet, dass eine durchgehende elektromagnetische Schirmung bewirkt wird.
Wie sich aus den 1 und 2 ergibt, weist die elektrisch leitfähige Abschirmung 5 ein flächiges Abschirmelement 7 auf, das an der Schirmseite 6 des Grundkörpers 4 angebracht ist. Das flächige Abschirmelement 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein gewebtes Metallgitter 7, das eine Mehrzahl gitterförmig angeordneter Metallfasern 8 aufweist. Zwischen den Metallfasern 8 sind Zwischenräume 9 oder Löcher 9 ausgebildet. Das gewebte Metallgitter 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel aus Metallfasern 8 aus beispielsweise Aluminium, Kupfer, Eisen, Silber, Zinn, Zink, oder anderen Metallen oder einer beliebigen Legierung auf Basis eines oder mehrerer der genannten Metalle hergestellt. Das Kunststoffmaterial des Grundkörpers 4 erstreckt sich in die Löcher des flächigen Abschirmelements 7.
Wie sich aus den 1 und 2 weiter ergibt, weist der Grundkörper 4 einen ebenen Flachbereich 10 auf, an dem das flächige Abschirmelement 7 angebracht ist.
Zusätzlich weist der Grundkörper 4 einen komplexen Formbereich 12 auf, der einen Abschirmbereich 12 des Grundkörpers 4 bildet, und auf dem eine elektrisch leitfähige Beschichtung 13 an der Schirmseite 6 des Grundkörpers 4 aufgebracht ist. Die elektrisch leitfähige Beschichtung 13 ist in diesem Ausführungsbeispiel an der Schirmseite 6 des Grundkörpers 4 durch Lichtbogensprühen von Zink aufgebracht. In dem komplexen Formbereich 12 kann das Grundgehäuse 4 eine prinzipiell beliebige 3D-Form mit Biegungen und Kurven in verschiedenen Biegungsradien aufweisen. Die elektrisch leitfähige Beschichtung 13 ist Teil der elektrisch leitfähigen Abschirmung 5. Die elektrisch leitfähige Abschirmung 5 wird entsprechend gemeinsam durch das flächige Abschirmelement 7 zusammen mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung 13 in dem Abschirmbereich 12 gebildet.
Wie außerdem in den 1 und 2 dargestellt ist, wird das flächige Abschirmelement 7 in einem Überlappungsbereich 14 von der elektrisch leitfähigen Beschichtung 13 überlappt. Die elektrisch leitfähige Beschichtung 13 ist in dem Überlappungsbereich 14 an der Schirmseite 6 des Grundkörpers 4 auf dem flächigen Abschirmelement 7 aufgebracht, wodurch eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der elektrisch leitfähigen Beschichtung 13 und dem flächigen Abschirmelement 7 hergestellt wird. Der Überlappungsbereich 14 ist durch einen Teilbereich des flächigen Abschirmelements 7 und einen Teilbereich der elektrisch leitfähigen Beschichtung 13 gebildet.
Wie insbesondere aus 1 ersichtlich ist, weisen die beiden Batteriegehäusebauteile 2, 3 jeweils einen umlaufenden Flanschbereich 15 auf, an dem die beiden Batteriegehäusebauteile 2, 3 miteinander verbindbar sind. Dazu wird zwischen den Flanschbereichen 15 der beiden Batteriegehäusebauteile 2, 3 ein umlaufendes Dichtelement 16 angeordnet. Beim Verbinden der beiden Batteriegehäusebauteile 2, 3 wird das Batteriegehäuse 1 unter Bildung des umschlossenen Aufnahmeraums 11 zur Aufnahme der elektrischen Batteriezellen gebildet.
Wie ebenfalls in 1 dargestellt ist, erstreckt sich die elektrisch leitfähige Abschirmung 5 der beiden Batteriegehäusebauteile 2, 3 in den jeweiligen Flanschbereich 15. Die betrifft in diesem Ausführungsbeispiel im Detail die jeweilige elektrisch leitfähige Beschichtung 13, die teilweise den jeweiligen Flanschbereich 15 bedeckt. Beim Verbinden der beiden Batteriegehäusebauteile 2, 3 kommen die elektrisch leitfähigen Beschichtungen 13 miteinander in elektrischen Kontakt, so dass dabei automatisch eine umlaufende Abschirmung des Batteriegehäuses 1 gebildet wird.
An einem der beiden Batteriegehäusebauteile 2, 3 ist im Bereich des flächigen Abschirmelements 7 ein nicht dargestelltes elektrisches Kontaktelement angebracht, das elektrisch leitend mit dem flächigen Abschirmelement 7 verbunden ist. Über das elektrische Kontaktelement kann eine Verbindung des Batteriegehäusebauteils 2, 3 mit einer Fahrzeugmasse hergestellt werden, um einen Potentialausgleich des Batteriegehäuses herzustellen. Das elektrische Kontaktelement ist in diesem Ausführungsbeispiel als Kontaktpin ausgeführt.
Nachstehend wird ein Verfahren zur Herstellung der Batteriegehäusebauteile 2, 3 gemäß der ersten Ausführungsform unter zusätzlichem Bezug auf 3 beschrieben.
Schritt S100 betrifft ein Einbringen des flächigen Abschirmelements 7 in eine Form zur Ausformung des Grundkörpers 4. Die Form ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Pressform.
Schritt S110 betrifft ein Positionieren eines elektrischen Kontaktelements an dem flächigen Abschirmelement 7. Das elektrische Kontaktelement ist in diesem Ausführungsbeispiel als Kontaktpin ausgeführt, der sich durch das flächige Abschirmelement 7 erstreckt.
Schritt S120 betrifft ein teilweises Maskieren des Grundkörpers 4 an seiner Schirmseite 6 im Bereich des flächigen Abschirmelement 7, und zwar im Bereich des elektrischen Kontaktelements. Das Maskieren erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel, indem eine entsprechende Maskierung an dem bereits in der Form positionierten flächigen Abschirmelement 7 mit dem elektrischen Kontaktelement angebracht wird.
Schritt S130 betrifft ein Herstellen des Grundkörpers 4 aus einem Kunststoffmaterial und Anbringen des flächigen Abschirmelements 7 an der Schirmseite 6 des Grundkörpers 4. Dabei wird gleichzeitig das elektrische Kontaktelement an dem Grundkörper 4 angebracht. Das Herstellen des Grundkörpers 4 erfolgt dabei in einem Fließpressverfahren in der entsprechenden Pressform, in welcher der Grundkörper 4 aus einem Kunststoffmaterial hergestellt und ausgeformt wird. Dabei fließt zunächst das Kunststoffmaterial in die Pressform ein, und wird dann in einem Pressschritt in der Pressform ausgeformt. Dabei werden das flächige Abschirmelement 7 und das elektrische Kontaktelement an der Schirmseite 6 des Grundkörpers 4 angebracht. Das Kunststoffmaterial, das sich zunächst in einem erhitzten und plastisch verformbaren Zustand befindet, wird beim Pressen auch teilweise in die Löcher 9 des Metallgitters 7 gepresst, so dass es sich in die Löcher 9 des Metallgitters 7 erstreckt, wodurch eine Verbindung des Metallgitters 7 mit dem Grundkörper 4 gebildet wird. Beim Abkühlen des ausgeformten Grundkörpers 4 erhärtet das Kunststoffmaterial in den Löchern 9, wodurch das Metallgitter 7 an dem Grundkörper 4 gehalten wird. Lediglich im Bereich der Maskierung wird verhindert, dass sich das Kunststoffmaterial des Rohlings beim Ausformen zu dem Grundkörper 4 in die Löcher 9 des Metallgitters 7 erstreckt. Dadurch wird eine lokale Verbindung des Grundkörpers 4 mit dem flächigen Abschirmelement 7 im Bereich der Maskierung verhindert.
Schritt S140 betrifft ein Aufbringen der elektrisch leitfähigen Beschichtung 13 an der Schirmseite 6 des Grundkörpers 4 in dem Abschirmbereich 12. Das Aufbringen der elektrisch leitfähigen Beschichtung 13 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel durch Lichtbogensprühen von Zink, das im gesamten Abschirmbereich 12 mit dem Überlappungsbereich 14 auf die Schirmseite 6 des Grundkörpers 4 aufgebracht wird. Die elektrisch leitfähige Beschichtung 13 wird also teilweise auf das flächige Abschirmelement 7 aufgebracht, d.h. auf die Metallfasern 8 und auf das Kunststoffmaterial des Grundkörpers 4 in den Löchern 9. Dadurch wird die Abschirmung 5 zusammenhängend ausgebildet.
Bezugszeichenliste

1: Batteriegehäuse
2: Batteriegehäusebauteil, Gehäusedeckel
3: Batteriegehäusebauteil, Gehäusewanne
4: Grundkörper
5: elektrisch leitfähige Abschirmung
6: Schirmseite
7: flächiges Abschirmelement, gewebtes Metallgitter
8: Metallfaser
9: Zwischenraum, Loch
10: Flachbereich
11: Aufnahmeraum
12: komplexer Formbereich, Abschirmbereich
13: elektrisch leitfähige Beschichtung
14: Überlappungsbereich
15: Flanschbereich
16: Dichtelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2742549 B1 [0005]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Batteriegehäusebauteils (2, 3) für ein Batteriegehäuse (1), insbesondere für ein Batteriegehäuse (1) einer Traktionsbatterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, mit den Schritten - Herstellen eines Grundkörpers (4) aus einem Kunststoffmaterial, - Anbringen wenigstens eines flächigen Abschirmelements (7) an einer Schirmseite (6) des Grundkörpers (4), und - Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Beschichtung (13) an der Schirmseite (6) des Grundkörpers (4) in wenigstens einem Abschirmbereich (12), wobei - das wenigstens eine flächige Abschirmelement (7) und die elektrisch leitfähige Beschichtung (13) in dem wenigstens einen Abschirmbereich (12) zu einer elektrisch leitfähigen Abschirmung (5) an der Schirmseite (6) des Grundkörpers (4) verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - das Herstellen eines Grundkörpers (4) aus einem Kunststoffmaterial ein Spritzgießen des Grundkörpers (4) oder ein Herstellen des Grundkörpers (4) durch Ausformen eines Rohlings des Grundkörpers (4) in einem Pressverfahren, insbesondere Fließpressen, in einer entsprechenden Form umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass - das Anbringen wenigstens eines flächigen Abschirmelements (7) an einer Schirmseite (6) des Grundkörpers (4) ein Anbringen des wenigstens einen flächigen Abschirmelements (7) an wenigstens einem Flachbereich (10) des Grundkörpers (4) umfasst, und/oder - das Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Beschichtung (13) an der Schirmseite (6) des Grundkörpers (4) in wenigstens einem Abschirmbereich (12) ein Aufbringen der elektrisch leitfähigen Beschichtung (13) in wenigstens einem komplexen Formbereich (12) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - das Anbringen wenigstens eines flächigen Abschirmelements (7) an einer Schirmseite (6) des Grundkörpers (4) ein Anbringen einer Metallfolie, eines Metallblechs, eines gewebten Metallgitters (7), eines aus einem Metallblech durch Stanzen, Laserschneiden oder ähnlichem hergestellten Metallgitters, eines aus einem Metallblech als Streckmetall hergestellten Metallgitters, eines metallisch beschichteten Gewebes, eines metallisch beschichteten Gitters oder eines metallisch beschichteten Vlieses umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - das Anbringen wenigstens eines flächigen Abschirmelements (7) an einer Schirmseite (6) des Grundkörpers (4) ein Aufbringen einer Klebeschicht auf einer der Schirmseite (6) des Grundkörpers (4) zugewandten Seite des wenigstens einen flächigen Abschirmelements (7) und/oder ein Aufbringen einer Klebeschicht auf der Schirmseite (6) des Grundkörpers (4) sowie ein Verkleben des wenigstens einen flächigen Abschirmelements (7) mit der Schirmseite (6) des Grundkörpers (4) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - das Verfahren ein Einbringen des wenigstens einen flächigen Abschirmelements (7) in eine Form zur Ausformung des Grundkörpers (4) umfasst, und - das Herstellen eines Grundkörpers (4) aus einem Kunststoffmaterial ein Ausformen des Grundkörpers (4) in der Form umfasst, wobei - das Anbringen wenigstens eines flächigen Abschirmelements (7) an einer Schirmseite (6) des Grundkörpers (4) integral mit dem Ausformen des Grundkörpers (4) in der Form erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass - das Einbringen des wenigstens einen flächigen Abschirmelements (7) in eine Form zur Ausformung des Grundkörpers (4) ein Einbringen des wenigstens einen flächigen Abschirmelements (7) mit wenigstens einem Loch (9), vorzugsweise einer Mehrzahl Löcher (9), insbesondere als Gitter oder Gewebe, in die Form umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - das Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Beschichtung (13) an der Schirmseite (6) des Grundkörpers (4) in wenigstens einem Abschirmbereich (12) ein Aufbringen der elektrisch leitfähigen Beschichtung (13) durch Bedampfen mit Metalldampf, insbesondere durch ein Vakuumbedampfungsverfahren mit Metalldampf, ein Besprühen mit einem flüssigen Metall, insbesondere durch ein Lichtbogensprühverfahren mit Zink, ein Bestreichen mit einem elektrisch leitfähigen Anstrichmittel, insbesondere einer Lösung von Metallpartikeln und/oder Carbonpartikeln in einem Lösungsmittel, insbesondere einer sogenannten Kupferfarbe umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - das Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Beschichtung (13) an der Schirmseite (6) des Grundkörpers (4) in wenigstens einem Abschirmbereich (12) ein Aufbringen der elektrisch leitfähigen Beschichtung (13) in einem mit dem wenigstens einen flächigen Abschirmelement (7) überlappenden Überlappungsbereich (14) umfasst.
Batteriegehäusebauteil (2, 3) für ein Batteriegehäuse (1), insbesondere für ein Batteriegehäuse (1) einer Traktionsbatterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, mit - einem Grundkörper (4) aus einem Kunststoffmaterial und - einer elektrisch leitfähigen Abschirmung (5), die an einer Schirmseite (6) des Grundkörpers (4) angeordnet ist, wobei das Batteriegehäusebauteil (2, 3) dadurch gekennzeichnet ist, dass - die elektrisch leitfähige Abschirmung (5) wenigstens ein flächiges Abschirmelement (7) aufweist, das an der Schirmseite (6) des Grundkörpers (4) angebracht ist, - die elektrisch leitfähige Abschirmung (5) wenigstens einen Abschirmbereich (12) aufweist, in dem eine elektrisch leitfähige Beschichtung (13) an der Schirmseite (6) des Grundkörpers (4) aufgebracht ist, und - das wenigstens eine flächige Abschirmelement (7) und die elektrisch leitfähige Beschichtung (13) in dem wenigstens einen Abschirmbereich (12) zu der elektrisch leitfähigen Abschirmung (5) verbunden sind.
Batteriegehäusebauteil (2, 3) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass - der Grundkörper (4) wenigstens einen Flachbereich (10) aufweist, und das wenigstens eine flächige Abschirmelement (7) an dem wenigstens einen Flachbereich (10) angebracht ist, und/oder - der Grundkörper (4) wenigstens einen komplexen Formbereich (12) aufweist und die elektrisch leitfähige Beschichtung (13) in dem wenigstens einen komplexen Formbereich (13) an der Schirmseite (6) des Grundkörpers (4) in dem wenigstens einen Abschirmbereich (12) aufgebracht ist.
Batteriegehäusebauteil (2, 3) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass - das wenigstens eine flächige Abschirmelement (7) als Metallfolie, als Metallblech, als gewebtes Metallgitter (7), als aus einem Metallblech durch Stanzen, Laserschneiden oder ähnlichem hergestelltes Metallgitter, als aus einem Metallblech als Streckmetall hergestelltes Metallgitter, als ein metallisch beschichtetes Gewebe, als ein metallisch beschichtetes Gitter oder als ein metallisch beschichtetes Vlies ausgeführt ist.
Batteriegehäusebauteil (2, 3) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass - das Batteriegehäusebauteil (2, 3) eine Klebeschicht aufweist, die zwischen einer der Schirmseite (6) des Grundkörpers (4) zugewandten Seite des wenigstens einen flächigen Abschirmelements (7) und der Schirmseite (6) des Grundkörpers (4) angeordnet ist.
Batteriegehäusebauteil (2, 3) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass - das wenigstens eine flächige Abschirmelement (7) mit wenigstens einem Loch (9), vorzugsweise einer Mehrzahl Löcher (9), insbesondere als Gitter oder Gewebe, ausgeführt ist, und - das Kunststoffmaterial des Grundkörpers (4) sich in das wenigstens eine Loch (9) des wenigstens einen flächigen Abschirmelements (7) erstreckt.
Batteriegehäusebauteil (2, 3) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass - die elektrisch leitfähige Beschichtung (13) an der Schirmseite (6) des Grundkörpers (4) in wenigstens einem Abschirmbereich (12) und das wenigstens eine flächige Abschirmelement (7) in einem Überlappungsbereich (14) überlappend ausgeführt sind.
Batteriegehäusebauteil (2, 3) nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass - das Batteriegehäusebauteil (2, 3) einen umlaufenden Flanschbereich (15) zum Verbinden mit einem korrespondierenden Batteriegehäusebauteil (2, 3) aufweist, und - die Abschirmung (5) sich über den Flanschbereich (15) erstreckt.
Batteriegehäusebauteil (2, 3) nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass - das Batteriegehäusebauteil (2, 3) ein elektrisches Kontaktelement aufweist, das elektrisch leitend mit der Abschirmung (5) verbunden ist.
Batteriegehäuse (1), insbesondere für eine Traktionsbatterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, mit zwei Batteriegehäusebauteilen (2, 3) nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass - die beiden Batteriegehäusebauteile (2, 3) unter Bildung eines umschlossenen Aufnahmeraums (11) zur Aufnahme einer Mehrzahl elektrischer Batteriezellen und unter Kontaktierung ihrer Abschirmungen (5) miteinander verbunden oder miteinander verbindbar sind.
Batteriegehäuse (1) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass - die beiden Batteriegehäusebauteile (2, 3) korrespondierende, umlaufende Flanschbereiche (15) aufweisen, mit denen die beiden Batteriegehäusebauteile (2, 3) miteinander verbunden oder miteinander verbindbar sind, wobei zwischen den beiden Flanschbereichen (15) ein umlaufendes Dichtelement (16) angeordnet ist.