DE102021120133A1 - Housing element, energy storage housing and method for producing a housing element - Google Patents
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Abstract
Gehäuseelement für ein Energiespeichergehäuse, umfassend einen Anordnungsbereich, welcher zur Anordnung einer Vielzahl von Energiespeicherzellen ausgelegt ist, wobei das Gehäuseelement im Anordnungsbereich doppelwandig ausgebildet ist, umfassend eine Außenwand und eine Innenwand, wobei die Außenwand aus einem Verbundmaterial geformt ist, und wobei die Innenwand durch ein an der Au-ßenwandangeordnetes Verstärkungselement gebildet ist.Housing element for an energy storage housing, comprising an arrangement area which is designed for arranging a multiplicity of energy storage cells, the housing element being double-walled in the arrangement area, comprising an outer wall and an inner wall, the outer wall being formed from a composite material, and the inner wall being surrounded by a on the outer wall arranged reinforcement member is formed.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuseelement für Energiespeichergehäuse, ein Energiespeichergehäuse sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäuseelements.The present invention relates to a housing element for energy storage housings, an energy storage housing and a method for producing a housing element.
Um die geforderten Reichweiten zu erfüllen, weisen teil- und vollelektrisch betriebene Kraftfahrzeuge große Energiespeicher auf, welche entsprechend große Energiespeichergehäuse benötigen. Bei Personenkraftwagen nehmen derartige Energiespeichergehäuse oftmals einen großen Bereich des Unterbodens des jeweiligen Fahrzeugs ein. Die Herstellung derartiger Gehäuse bringt eine Reihe von Herausforderungen mit sich. Problematisch ist in diesem Zusammenhang insbesondere das Gewicht. Aufgrund der Größe der Bauteile ergeben sich zudem hinsichtlich der zur Verfügung stehenden Fertigungsverfahren gewisse Einschränkungen. So ist es beispielsweise anlagentechnisch nicht ohne weiteres möglich, Druckgussbauteile in beliebiger Größe herzustellen. Aufgrund der oft exponierten Einbausituation, vgl. den vorgenannten Unterboden, sind zudem die Anforderungen hinsichtlich Crash-Verhalten oder sonstiger mechanischer Einwirkungen sowie der Korrosionsschutz wichtige Themen. Auch im Falle eines thermischen Events innerhalb des Energiespeichers selbst sind an derartige Gehäuse hohe Anforderungen gestellt.In order to meet the required ranges, partially and fully electrically operated motor vehicles have large energy storage devices, which require correspondingly large energy storage device housings. In passenger cars, such energy storage housings often take up a large area of the underbody of the respective vehicle. The manufacture of such housings brings with it a number of challenges. The weight is particularly problematic in this context. Due to the size of the components, there are also certain limitations with regard to the available manufacturing processes. For example, it is not easily possible in terms of system technology to produce die-cast components of any size. Due to the often exposed installation situation, cf. the aforementioned underbody, the requirements with regard to crash behavior or other mechanical effects as well as corrosion protection are also important issues. Even in the case of a thermal event within the energy store itself, high demands are placed on such housings.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gehäuseelement für ein Energiespeichergehäuse, ein Energiespeichergehäuse sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäuseelements anzugeben, wobei die vorgenannten Nachteile beseitigt und insbesondere ein Gehäuseelement angegeben werden soll, welches bei optimalen mechanischen Eigenschaften kostengünstig zu fertigen ist.It is therefore an object of the present invention to specify a housing element for an energy storage housing, an energy storage housing and a method for producing a housing element, wherein the aforementioned disadvantages are to be eliminated and in particular a housing element is to be specified which can be produced inexpensively with optimal mechanical properties.
Diese Aufgabe wird durch ein Gehäuseelement gemäß Anspruch 1, durch ein Energiespeichergehäuse gemäß Anspruch 11 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 12 gelöst. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und den beigefügten Figuren.This object is achieved by a housing element according to
Erfindungsgemäß umfasst ein Gehäuseelement für ein Energiespeichergehäuse einen Anordnungsbereich, welcher zur Anordnung einer Vielzahl von Energiespeicherzellen ausgelegt ist, wobei das Gehäuseelement im Anordnungsbereich zumindest bereichsweise, bevorzugt vollflächig, doppelwandig ausgebildet ist, umfassend eine Außenwand und eine Innenwand, wobei die Außenwand durch ein Verbundmaterial geformt ist, und wobei die Innenwand durch ein an der Außenwand angeordnetes Verstärkungselement gebildet ist. Zweckmäßigerweise bringt die Verwendung eines Verbundmaterials für die Außenwand den Vorteil mit sich, dass auf eine gesonderte Behandlung zum Korrosionsschutz, wie das Aufbringen einer hierzu vorgesehenen Beschichtung, verzichtet werden kann. Verbundmaterialien sind zudem vorteilhafterweise leicht und können, je nach Aufbau und Zusammensetzung, hohe mechanische Lasten aufnehmen. Das Verstärkungselement kann explizit dahingehend ausgelegt werden, die Außenwand im Anordnungsbereich zu verstärken, wobei zum einen die Verstärkung gegen mechanische Einwirkungen von „außen“ gemeint ist, wie auch von „innen“, im Falle eines thermischen Events im Energiespeicher. Hierbei kann es zu einem explosionsartigen Druckanstieg im Energiespeicher kommen, welcher hohe Anforderungen an die thermische/mechanische Belastbarkeit des Energiespeichergehäuses sowie seiner Bestandteile stellt. Vorliegend können diese mit Vorteil gezielt über das Verstärkungselement erfüllt werden, während das Gehäuseelement als solches aus dem Verbundmaterial geformt ist.According to the invention, a housing element for an energy storage housing comprises an arrangement area which is designed for arranging a large number of energy storage cells, the housing element being double-walled in the arrangement area at least in areas, preferably over the entire surface, comprising an outer wall and an inner wall, the outer wall being formed from a composite material , and wherein the inner wall is formed by a reinforcement element arranged on the outer wall. The use of a composite material for the outer wall expediently brings with it the advantage that a separate treatment for corrosion protection, such as the application of a coating provided for this purpose, can be dispensed with. In addition, composite materials are advantageously light and, depending on their structure and composition, can absorb high mechanical loads. The reinforcement element can be explicitly designed to reinforce the outer wall in the arrangement area, which means, on the one hand, reinforcement against mechanical effects from “outside” as well as from “inside” in the event of a thermal event in the energy store. This can lead to an explosive increase in pressure in the energy store, which places high demands on the thermal/mechanical resilience of the energy store housing and its components. In the present case, these can advantageously be met in a targeted manner via the reinforcement element, while the housing element as such is formed from the composite material.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Verstärkungselement ein Stahlblech. Die Verwendung von Stahl als Werkstoff ist vorteilhaft, da dieser Werkstoff im Verhältnis relativ günstig ist und funktional viele Vorteile bietet, z. B. bei Crash-Lasten. Hervorzuheben sind in diesem Zusammenhang insbesondere die hohe Zugfestigkeit sowie die hohe Zähigkeit von Stahlwerkstoffen. Mit Vorteil ermöglicht die Stahlschicht oder Stahllage einen sehr guten thermischen Schutz im Falle eines thermischen Events, wie gerade beschrieben. Im Falle eines Kurzschlusses innerhalb eines Hochvoltspeichers können Temperaturen von bis zu 1000° C und mehr entstehen. Das Stahlblech ermöglicht vorteilhafterweise eine gezielte und dauerhafte Verstärkung des Gehäuseelements. Auch EMV-Anforderungen (EMV - elektromagnetische Verträglichkeit) können bei Verwendung eines Stahlblechs gut erfüllt werden.According to a particularly preferred embodiment, the reinforcement element is a steel sheet. The use of steel as a material is advantageous because this material is relatively inexpensive and functionally offers many advantages, e.g. B. with crash loads. The high tensile strength and high toughness of steel materials are particularly noteworthy in this context. Advantageously, the steel layer or steel ply enables very good thermal protection in the event of a thermal event, as just described. In the event of a short circuit within a high-voltage battery, temperatures of up to 1000°C and more can occur. The sheet steel advantageously enables targeted and permanent reinforcement of the housing element. EMC requirements (EMC - electromagnetic compatibility) can also be well met when using sheet steel.
Gemäß einer Ausführungsform wird als Stahlwerkstoff ein hochfester Stahl verwendet. Beispielsweise werden mit diesem die nachfolgend erwähnten dünnen Wandstärken bis runter zu 0,3 mm ermöglicht.According to one embodiment, a high-strength steel is used as the steel material. For example, the thin wall thicknesses mentioned below, down to 0.3 mm, are made possible with this.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Verstärkungselement, ein- oder beidseitig, mit einer Korrosionsschutzschicht versehen. Das Stahlblech ist beispielsweise KTL- oder PVC-beschichtet (KTL - kathodische Tauchlackierung, PVC - Polyvinylchlorid).According to one embodiment, the reinforcing element is provided with an anti-corrosion layer on one or both sides. The sheet steel is, for example, KTL or PVC-coated (KTL - cathodic dip coating, PVC - polyvinyl chloride).
Gemäß einer Ausführungsform ist das Verstärkungselement als Einzelteil beschichtet, insbesondere KTL-beschichtet (Einzelteil-KTL). Alternativ ist das Verstärkungselement aus einem ein- oder beidseitig, insbesondere organisch, beschichteten Bandmaterial gewonnen oder erzeugt. (Organische) Bandbeschichtungs- oder Coil-Coating-Verfahren ermöglichen eine Verfahrensvereinfachung, da das Verstärkungselement schnell und effizient über ein entsprechenden Ablängen des Bandmaterials erzeugt werden kann.According to one embodiment, the reinforcing element is coated as an individual part, in particular KTL-coated (individual part KTL). Alternatively, the reinforcing element consists of a single or Strip material coated on both sides, in particular organically, is obtained or produced. (Organic) strip coating or coil coating methods allow a simplification of the process, since the reinforcing element can be produced quickly and efficiently by cutting the strip material to length.
Bevorzugt ist die vorgenannte Beschichtung insbesondere an der zur Anordnung der Energiespeicherzellen orientierten Seite des Verstärkungselements ausgebildet. Dies ermöglicht die mittelbare oder unmittelbare Anordnung der Energiespeicherzellen, beispielsweise mittels Kleben.The aforementioned coating is preferably formed in particular on that side of the reinforcement element which is oriented towards the arrangement of the energy storage cells. This enables the direct or indirect arrangement of the energy storage cells, for example by means of gluing.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Energiespeicherzellen Lithium-Ionen-Zellen. Bevorzugt weisen die Energiespeicherzellen feste Gehäuse auf, beispielsweise prismatische Gehäuse, insbesondere bevorzugt zylindrische Gehäuse. Bevorzugte Energiespeicherzellen sind beispielsweise Rundzellen.According to one embodiment, the energy storage cells are lithium-ion cells. The energy storage cells preferably have solid housings, for example prismatic housings, particularly preferably cylindrical housings. Round cells, for example, are preferred energy storage cells.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verstärkungselement, also insbesondere das Stahlblech, flach oder eben bzw. plan ausgebildet. Diese Ausgestaltung bringt den Vorteil mit sich, dass wenig Bauraum verschenkt wird. Zudem kann, je nach Einbaulage des Gehäuseelements, die Schwerpunktlage des Kraftfahrzeugs gesenkt werden. Dabei ist der Ausdruck „flach“ oder „eben“ bzw. „plan“ nicht dahingehend zu verstehen, dass das Verstärkungselement/Stahlblech keine Sicken oder Kanten zur gezielten mechanischen Versteifung aufweisen kann. Das Verstärkungselement oder Stahlblech weist aber bevorzugt keine Profil-, Kammerstruktur, Hohlstruktur oder dergleichen auf.According to a preferred embodiment, the reinforcement element, ie in particular the sheet steel, is of flat or even or planar design. This configuration has the advantage that little installation space is wasted. In addition, depending on the installation position of the housing element, the center of gravity of the motor vehicle can be lowered. The expression “flat” or “even” or “planar” is not to be understood to mean that the reinforcement element/steel sheet cannot have any beads or edges for targeted mechanical reinforcement. However, the reinforcement element or sheet steel preferably has no profile, chamber structure, hollow structure or the like.
Das Gesagte gilt analog und entsprechend für die Außenwand im Anordnungsbereich, welche ebenfalls bevorzugt im vorgenannten Sinne flach oder eben bzw. plan ausgebildet ist.What has been said applies analogously and correspondingly to the outer wall in the arrangement area, which is also preferably designed to be flat or planar in the aforementioned sense.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegt ein Verhältnis einer Wandstärke der Innenwand zur Außenwand im Anordnungsbereich bei 0,08 bis 0,9, insbesondere bei 0,1 bis 0,6 oder auch 0,2 bis 0,5. Versuche haben gezeigt, dass im Bereich der vorgenannten Verhältnisse ein optimales Leistungsgewicht erzielt werden kann. Dies bedeutet, dass ein Gehäuseelement, bei dessen Herstellung die vorgenannten Verhältnisse berücksichtigt wurden, höchsten mechanischen Belastungen standhält und dabei ein geringes Gewicht aufweist.According to a preferred embodiment, a wall thickness ratio of the inner wall to the outer wall in the arrangement area is 0.08 to 0.9, in particular 0.1 to 0.6 or also 0.2 to 0.5. Tests have shown that an optimum power-to-weight ratio can be achieved within the range of the aforementioned ratios. This means that a housing element whose production takes into account the above-mentioned conditions can withstand the highest mechanical loads while being light in weight.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Verstärkungselement/Stahlblech eine Wandstärke von 0,3 bis 1,2 mm auf. Gemäß einer Ausführungsform weist die Außenwand im Anordnungsbereich eine Wandstärke von 1,5 bis 3,5 mm auf. Ein dazwischen ausgebildete Klebstoffschicht, soweit vorhanden, weist eine Dicke von bevorzugt 0,3 bis 0,7 mm auf.According to one embodiment, the reinforcement element/steel sheet has a wall thickness of 0.3 to 1.2 mm. According to one embodiment, the outer wall has a wall thickness of 1.5 to 3.5 mm in the arrangement area. An adhesive layer formed therebetween, if any, has a thickness of preferably 0.3 to 0.7 mm.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Verstärkungselement, insbesondere das Stahlblech, eine Wandstärke von bevorzugt 0,3 bis 1,2 mm auf, insbesondere bevorzugt von etwa 1 mm. Die Außenwand weist im Anordnungsbereich dabei bevorzugt eine Wandstärke in einem Bereich von 1,5 bis 2,5 mm auf, insbesondere bevorzugt in einem Bereich von 1,7 bis 2,3, ganz besonders bevorzugt von etwa 2 mm.According to one embodiment, the reinforcing element, in particular the sheet steel, has a wall thickness of preferably 0.3 to 1.2 mm, particularly preferably about 1 mm. In the arrangement area, the outer wall preferably has a wall thickness in a range from 1.5 to 2.5 mm, particularly preferably in a range from 1.7 to 2.3, very particularly preferably about 2 mm.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Verstärkungselement eine Dicke von 0,3 bis 0,9 mm auf, insbesondere bevorzugt von 0,7 mm. Die Außenwand weist im Anordnungsbereich eine Wandstärke von bevorzugt 1,5 bis 2,5 mm auf, besonders bevorzugt in einem Bereich von 1,7 bis 2,3 mm, ganz besonders bevorzugt von 2 mm.According to one embodiment, the reinforcing element has a thickness of 0.3 to 0.9 mm, particularly preferably 0.7 mm. In the arrangement area, the outer wall has a wall thickness of preferably 1.5 to 2.5 mm, particularly preferably in a range of 1.7 to 2.3 mm, very particularly preferably 2 mm.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Verstärkungselement/Stahlblech eine Wandstärke von 0,3 bis 0,9 mm auf, besonders bevorzugt von 0,7 mm. Gemäß einer Ausführungsform weist die Außenwand im Anordnungsbereich eine Wandstärke von 2,5 bis 3,5 mm auf, besonders bevorzugt von 2,7 bis 3,3 mm, ganz besonders bevorzugt von 3 mm.According to one embodiment, the reinforcing element/steel sheet has a wall thickness of 0.3 to 0.9 mm, particularly preferably 0.7 mm. According to one embodiment, the outer wall in the arrangement area has a wall thickness of 2.5 to 3.5 mm, particularly preferably 2.7 to 3.3 mm, very particularly preferably 3 mm.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Verstärkungselement zumindest abschnittsweise an der Außenwand form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig befestigt. Die Befestigung kann flächig oder auch bereichsweise, wie beispielswiese punktförmig, ausgebildet sein.According to one embodiment, the reinforcement element is attached at least in sections to the outer wall in a form-fitting and/or force-fitting and/or material-locking manner. The fastening can be designed over a large area or also in certain areas, for example in a punctiform manner.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Außenwand und die Innenwand bereichsweise oder vollflächig mittels Klebstoff aneinander befestigt.According to one embodiment, the outer wall and the inner wall are attached to one another in areas or over the entire surface by means of adhesive.
Zweckmäßigerweise ist das Verstärkungselement dreh- und/oder schubfest an der Außenwand befestigt.The reinforcement element is expediently fastened to the outer wall in a rotationally and/or shear-proof manner.
Bevorzugt ist das Verstärkungselement, insbesondere das Stahlblech, bei der Herstellung der Außenwand, oder allgemeiner des Gehäuseelements, angeformt oder angebracht. Das Verstärkungselement ist bevorzugt zumindest bereichsweise in das Gehäuseelement eingebettet. Ermöglicht wird dies, indem das Verstärkungselement bereits in das Werkzeug, mittels welchem das Gehäuseelement geformt wird, eingelegt wird.The reinforcement element, in particular the sheet steel, is preferably formed or attached during the manufacture of the outer wall, or more generally of the housing element. The reinforcement element is preferably embedded in the housing element at least in regions. This is made possible by the fact that the reinforcement element is already inserted into the tool, by means of which the housing element is formed.
Die zur Außenwand hin orientierte Seite des Verstärkungselements ist bevorzugt mit einer Haftstruktur versehen, welche die Anbindung an die Außenwand optimiert. Gemäß einer Ausführungsformt ist das Verstärkungselement geprimert oder aufgeraut, um die Haftung zu optimieren bzw. zu gewährleisten.The side of the reinforcement element oriented towards the outer wall is preferably provided with an adhesive structure which optimizes the connection to the outer wall. According to one embodiment, the reinforcement element is primed or roughened to optimize or ensure adhesion.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Haftstruktur über einen Haftvermittler bereitgestellt. Zweckmäßigerweise ist das Verstärkungselement mit einem Haftvermittler, wie einem Schmelzklebstoff, beschichtet.According to one embodiment, the adhesive structure is provided via an adhesion promoter. The reinforcing element is expediently coated with an adhesion promoter, such as a hot-melt adhesive.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verbundmaterial ein kurz- und/oder langfaserverstärkter Kunststoff, insbesondere ein langfaserverstärkter Thermoplast (LFT) oder eine thermoplastische Pressmasse. Bevorzugte Verstärkungsfasern sind: Glasfasern, Kohlenstofffasern, Aramidfasern, wobei diese Aufzählung nicht abschließend zu verstehen ist. Die Fasern werden als „lang“ bezeichnet, wenn sie eine Länge von zumindest mehreren Millimetern aufweisen. LFT weisen gegenüber beispielsweise faserverstärkten Duromeren unter anderem den Vorteil auf, dass sie zäher sind.According to a preferred embodiment, the composite material is a short- and/or long-fiber-reinforced plastic, in particular a long-fiber-reinforced thermoplastic (LFT) or a thermoplastic molding compound. Preferred reinforcing fibers are: glass fibers, carbon fibers, aramid fibers, although this list is not to be understood as exhaustive. The fibers are referred to as "long" if they are at least several millimeters in length. Compared to fiber-reinforced duromers, for example, LFT have the advantage that they are tougher.
Bevorzugte Herstellungsverfahren sind Spritzgießverfahren und Pressverfahren. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt ist das Gehäuseelement mittels LFT-Fließpressen hergestellt. Bevorzugt wird das Verstärkungselement in die Kavität des Werkzeugs eingelegt, wo es beispielsweise über geeignete Positionier-/Halteelemente, wie Pins, und/oder magnetisch fixiert wird.Preferred manufacturing processes are injection molding processes and pressing processes. According to a preferred embodiment, the housing element is produced by means of LFT extrusion. The reinforcement element is preferably placed in the cavity of the tool, where it is fixed, for example, using suitable positioning/holding elements, such as pins, and/or magnetically.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Verbundmaterial ein faserverstärkter Duromer. Diese zeichnen sich mit Vorteil beispielsweise durch eine hohe Druckfestigkeit aus.According to one embodiment, the composite material is a fiber-reinforced duromer. These are advantageously distinguished, for example, by a high compressive strength.
Bevorzugt ist das Gehäuseelement wannenförmig ausgebildet. Über die Wannenform wird mit Vorteil das nötige Volumen des Anordnungsbereichs erzeugt, welches zur Anordnung einer möglichst großen Zahl von Energiespeicherzellen nötig ist. Vorliegend werden bevorzugt prismatische Zellen verwendet, ganz besonders bevorzugt Rundzellen, welche gemäß einer Ausführungsform insbesondere stehend im Anordnungsbereich angeordnet sind.The housing element is preferably designed in the form of a trough. The necessary volume of the arrangement area, which is necessary for the arrangement of the largest possible number of energy storage cells, is advantageously produced via the trough shape. In the present case, preference is given to using prismatic cells, particularly preferably round cells, which, according to one embodiment, are arranged in particular in an upright position in the arrangement area.
Das, bevorzugt wannenförmige, Gehäuseelement umfasst bevorzugt einen Mittelteil sowie zwei jeweils stirnseitig ausgebildete Stirnteile. Das Mittelteil sowie die Stirnteile formen zweckmäßigerweise um den Anordnungsbereich umlaufend ausgebildete Seitenwände, welche sich von diesem weg erstrecken, vgl. die vorgenannte Wannenform. In das oder in die Stirnteile können zweckmäßigerweise weitere Funktionen integriert sein, wie beispielsweise Befestigungspunkte für Fahrzeugstrukturkomponenten, Fahrwerksteile etc.The housing element, which is preferably trough-shaped, preferably comprises a central part and two end parts, each formed on the end face. The central part and the end parts expediently form side walls that run around the arrangement area and extend away from it, cf. the aforementioned trough shape. Further functions can expediently be integrated into the front part or parts, such as attachment points for vehicle structural components, chassis parts, etc.
Zweckmäßigerweise weist das Gehäuseelement umlaufend einen Flanschbereich auf, welcher insbesondere zur form- und/oder kraftschlüssigen Befestigung eines weiteren Gehäuseelements, beispielsweise eines Deckelelements, ausgelegt ist. Der Flanschbereich ist gemäß einer Ausführungsform parallel zum Anordnungsbereich orientiert. Das Deckelelement kann aus einem metallischen oder nicht-metallischen Werkstoff hergestellt sein. Auch die Verwendung von Verbundmaterialien kann hier vorteilhaft sein.Expediently, the housing element has a peripheral flange area which is designed in particular for the positive and/or non-positive attachment of a further housing element, for example a cover element. According to one embodiment, the flange area is oriented parallel to the arrangement area. The cover element can be made of a metallic or non-metallic material. The use of composite materials can also be advantageous here.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuseelement ein Gehäuseunterteil eines elektrischen Energiespeichergehäuses.According to a preferred embodiment, the housing element is a lower housing part of an electrical energy storage housing.
Die Erfindung betrifft auch ein elektrisches Energiespeichergehäuse, umfassend ein erfindungsgemäßes Gehäuseelement, wobei das Gehäuseelement ein Gehäuseunterteil ist, an welchem ein Gehäuseoberteil, insbesondere lösbar, befestigt ist.The invention also relates to an electrical energy storage housing, comprising a housing element according to the invention, the housing element being a lower housing part, to which an upper housing part is fastened, in particular in a detachable manner.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäuseelements, umfassend die Schritte:
- - Herstellen eines Gehäuseelements, umfassend einen Anordnungsbereich zur Anordnung einer Vielzahl von Energiespeicherzellen aus einem Verbundmaterial;
- - Verstärken des Anordnungsbereichs durch Anordnen eines Verstärkungselements, insbesondere aus Stahlblech.
- - producing a housing element, comprising an arrangement region for arranging a plurality of energy storage cells made of a composite material;
- - Reinforcement of the assembly area by arranging a reinforcing element, in particular made of sheet steel.
Zweckmäßigerweise stellen das Stahlblech bzw. die Stahlschicht eine funktionale Verstärkung des Gehäuseelements dar. Die Stahlschicht weist einen guten thermischen Schutz bei Batteriezell-Kurzschlüssen auf, bei welchen Temperaturen von 1000 °C und mehr erreicht werden können.The steel sheet or the steel layer expediently represents a functional reinforcement of the housing element. The steel layer has good thermal protection in the event of battery cell short circuits, at which temperatures of 1000° C. and more can be reached.
Bevorzugt sind die Energiespeicherzellen auf dem Verstärkungselement stoffschlüssig befestigt, insbesondere mittels Klebstoff. Bevorzugt weist das Verstärkungselement zu den Energiespeicherzellen hin gerichtet eine Beschichtung auf, welche als Klebefläche dient. Die Beschichtung ist beispielsweise eine KTL-Beschichtung, insbesondere eine Beschichtung zum Korrosionsschutz, wie beispielsweise auch eine Zinkschicht oder die vorerwähnte organische Beschichtung, welche im Zusammenhang mit den beschichteten Bandmaterial erwähnt ist.The energy storage cells are preferably attached to the reinforcement element in a materially bonded manner, in particular by means of an adhesive. The reinforcement element preferably has a coating, directed towards the energy storage cells, which serves as an adhesive surface. The coating is, for example, a KTL coating, in particular a coating for corrosion protection, such as a zinc layer or the aforementioned organic coating, which is mentioned in connection with the coated strip material.
Gemäß einer Ausführungsform ist auf dem Verstärkungselement, gemäß einer Ausführungsform stoffschlüssig, ein Zwischenelement angeordnet, wobei auf dem Zwischenelement, bevorzugt stoffschlüssig, die Energiespeicherzellen angeordnet/befestigt sind. Das Zwischenelement, welches bevorzugt plattenförmig ausgebildet ist, ist gemäß einer Ausführungsform aus einem Kunststoff geformt oder gebildet, beispielsweise aus einem geschäumten Kunststoff, wie EPP (expandiertes Polypropylen).According to one embodiment, an intermediate element is arranged on the reinforcement element, according to one embodiment cohesively, the energy storage cells being arranged/attached on the intermediate element, preferably cohesively. The intermediate element, which is preferably plate-shaped, is according to in one embodiment molded or formed from a plastic, for example a foamed plastic such as EPP (expanded polypropylene).
Bevorzugt umfasst das Verfahren die Schritte:
- - Herstellen des Gehäuseelements aus einem faserverstärkten Kunststoff, insbesondere einem Thermoplast, bevorzugt mittels Fließpressen;
- - Anformen, mit anderen Worten Befestigen, des Verstärkungselements beim Formen des Gehäuseelements.
- - Manufacture of the housing element from a fiber-reinforced plastic, in particular a thermoplastic, preferably by means of extrusion;
- - Molding, in other words fastening, the reinforcing element when molding the housing element.
Für das Verfahren gelten die im Zusammenhang mit dem Gehäuseelement erwähnten Merkmale analog und entsprechend, wie auch umgekehrt.The features mentioned in connection with the housing element apply analogously and correspondingly to the method, and vice versa.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen von Gehäuseelementen mit Bezug auf die beigefügten Figuren.Further advantages and features result from the following description of embodiments of housing elements with reference to the attached figures.
Es zeigen:
-
1 : eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Gehäuseelements; -
2 : den Schnitt A-A, wie inder 1 angedeutet.
-
1 1: a schematic plan view of an embodiment of a housing element; -
2 : the cut AA, as in the1 implied.
Die
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Gehäuseelement, GehäuseunterteilHousing element, housing base
- 33
- Anordnungsbereichlayout area
- 44
- Flanschbereichflange area
- 1010
- Mittelteilcenter part
- 2020
- Stirnteilfront part
- 3030
- Außenwandouter wall
- 4040
- Innenwand, VerstärkungselementInner wall, reinforcement element
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DE102020120514A1 (en) | 2020-08-04 | 2022-02-10 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method for manufacturing an energy storage housing, energy storage housing and motor vehicle |
-
2021
- 2021-08-03 DE DE102021120133.0A patent/DE102021120133A1/en active Pending
Patent Citations (2)
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