壳体构件、高压蓄电池及其制造方法

摘要

本发明涉及一种用于制造具有防电辐射和/或磁辐射的屏蔽并且具有环境密封功能的壳体构件(1)的方法，在该方法中，通过将金属板折叠来制造金属壳部(2)。此外，通过热成形这样制造塑料成形件(3)，使得塑料成形件(3)具有匹配于金属壳部(2)的形状，并且连接塑料成形件(3)与金属壳件(2)。本发明还涉及一种用于制造高压蓄电池的方法、一种具有防电辐射和/或磁辐射的屏蔽的壳体构件(1)以及一种高压蓄电池。

权利要求

1.用于制造具有防电辐射和/或磁辐射的屏蔽并且具有环境密封功能的壳体构件(1)的方法，该方法包括下述步骤：－通过将金属板(20)折叠来制造金属壳部(2)，所述金属壳部在将金属板折叠之后具有从金属壳部开口向外突出的金属板旗形部；

－通过热成形来制造塑料成形件(3)，使得塑料成形件(3)具有匹配于金属壳部(2)的形状，并且－连接塑料成形件(3)与金属壳部(2)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述金属壳部(2)在其制成后具有外壁(21)和内壁(22)，并且将塑料成形件(3)与金属壳部(2)连接，使得塑料成形件(3)设置在金属壳部(2)的内壁(22)上。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述塑料成形件(3)构造为塑料膜(30)。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述塑料膜(30)具有小于或等于1.0mm的厚度。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述塑料成形件(3)包括热塑性材料或由热塑性材料制成。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述金属板(20)具有大于或等于1.0mm的厚度。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述塑料成形件(3)与金属壳部(2)通过粘合或热封而连接。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，折叠的金属板(20)具有相互接合的重叠区域(24)。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述金属壳部具有多个缺口(23)。

10.根据权利要求5所述的方法，其中，所述热塑性材料是聚丙烯或聚乙烯。

11.用于制造具有防电辐射和/或磁辐射的屏蔽并且具有环境密封功能的高压蓄能器的方法，该方法包括下述步骤：－根据前述权利要求1至10中任一项所述的方法制造壳体构件(1)；

－提供另一个壳体构件，并且所述另一个壳体构件包围高压蓄电池的至少一个电荷存储器，并且－连接所述壳体构件(1)与所述另一个壳体构件。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述塑料成形件(3)与金属壳部(2)的连接在连接所述壳体构件(1)与所述另一个壳体构件期间进行。

13.具有防电辐射和/或磁辐射的屏蔽并且具有环境密封功能的壳体构件(1)，该壳体构件包括：－通过将金属板(20)折叠而制成的金属壳部(2)，所述金属壳部在将金属板折叠之后具有从金属壳部开口向外突出的金属板旗形部，和－通过热成形而制成的塑料成形件(3)，该塑料成形件具有匹配于金属壳部(2)的形状，－塑料成形件(3)与金属壳部(2)直接连接。

14.根据权利要求13所述的壳体构件，其中，所述塑料成形件(3)构造为塑料膜(30)并且金属壳部(2)具有外壁(21)和内壁(22)，所述塑料膜(30)设置在金属壳部(2)的内壁(22)上。

15.具有防电辐射和/或磁辐射的屏蔽并且具有环境密封功能的高压蓄电池，该高压蓄电池包括：－根据权利要求13或14所述的壳体构件(1)，－与壳体构件(1)连接的另一个壳体构件，以及

－至少一个电荷存储器，该电荷存储器设置在由所述壳体构件(1)和所述另一个壳体构件限定的空腔中。

说明书

壳体构件、高压蓄电池及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于制造具有防电辐射和/或磁辐射的屏蔽并且具有环境密封功能的壳体构件的方法、一种用于制造高压蓄能器的方法以及一种具有防电辐射和/或磁辐射的屏蔽并且具有环境密封功能的壳体构件和一种高压蓄电池。

背景技术

[0002] 电气设备可包括电气装置和为了保护而包围电气装置的壳体。为了确保电气装置的正常运行，在许多电气设备中，壳体一方面需要屏蔽对电气装置的电磁辐射并且另一方面需要满足环境密封功能，例如防止湿气和/或灰尘的侵入。这种电气设备例如包括设置在具有电驱动装置的车辆中以用于提供电能的高压蓄电池。

[0003] 目前已知的、用于机动车高压蓄电池壳体的制造方法或材料例如有铸铝、深拉铝、塑料注塑、SMC(片状模塑料)构件，LFT(长纤维增强热塑性塑料)压制等。

[0004] 现有技术中公开的壳体或其制造方法的缺点在于：目前已知的制造方法特别是在用于小批量生产时往往引起非常高的、用于模具和生产设施的一次性支出。此外，基于制造方法而需要很大的材料使用量，这导致高的生产成本。另外，现有技术中公开的壳体具有大的重量。

发明内容

[0005] 因此，从现有技术出发，至少一些实施方式的任务在于，提供一种用于制造具有防电辐射和/或磁辐射的屏蔽并且具有环境密封功能的壳体构件的方法，借助该方法可低成本且低材料消耗地生产壳体构件。其它任务在于，提供一种用于制造高压蓄电池的方法以及一种具有防电辐射和/或磁辐射的屏蔽并且具有环境密封功能的壳体构件和高压蓄电池。

[0006] 为此，本发明提出一种用于制造具有防电辐射和/或磁辐射的屏蔽并且具有环境密封功能的壳体构件的方法，该方法包括下述步骤：－通过将金属板折叠来制造金属壳部，所述金属壳部在将金属板折叠之后具有从金属壳部开口向外突出的金属板旗形部；－通过热成形来制造塑料成形件，使得塑料成形件具有匹配于金属壳部的形状，并且－连接塑料成形件与金属壳部。

[0007] 本发明还提出一种用于制造具有防电辐射和/或磁辐射的屏蔽并且具有环境密封功能的高压蓄能器的方法，该方法包括下述步骤：－根据本发明所述的方法制造壳体构件；－提供另一个壳体构件，并且所述另一个壳体构件包围高压蓄电池的至少一个电荷存储器，并且－连接所述壳体构件与所述另一个壳体构件。

[0008] 本发明还提出一种具有防电辐射和/或磁辐射的屏蔽并且具有环境密封功能的壳体构件，该壳体构件包括：－通过将金属板折叠而制成的金属壳部，所述金属壳部在将金属板折叠之后具有从金属壳部开口向外突出的金属板旗形部，和－通过热成形而制成的塑料成形件，该塑料成形件具有匹配于金属壳部的形状，－塑料成形件与金属壳部直接连接。

[0009] 本发明还提出一种具有防电辐射和/或磁辐射的屏蔽并且具有环境密封功能的高压蓄电池，该高压蓄电池包括：－根据本发明所述的壳体构件，－与壳体构件连接的另一个壳体构件，以及－至少一个电荷存储器，该电荷存储器设置在由所述壳体构件和所述另一个壳体构件限定的空腔中。

[0010] 在本文所描述的用于制造壳体构件的方法中，金属壳部通过将金属板折叠来制造。优选金属壳部在折叠之后具有多个折叠部。在折叠之后，金属壳部例如可具有长方体形状或正方体形状作为基本形状，在此优选一个侧面未被形成，从而金属壳部可构造成一侧开口的。优选通过将金属板折叠制成的金属壳部构造成一体的。金属壳部尤其可由折叠的金属板制成。例如金属板可以是例如通过激光切割、水射流切割或冲压而从金属板卷切割出的金属板。附加于或代替将金属板折叠，金属板也可被弯边、卷边和/或铆接以形成金属壳部。金属板例如可包括铝、铝合金、钢或钢合金或由所述材料之一制成。

[0011] 此外，通过热成形来制造塑料成形件。优选塑料成形件在成形过程之后具有匹配于金属壳部的形状。例如可在成形过程之后这样构造塑料成形件，使得其适合用作金属壳部的内衬或金属壳部的外罩。塑料成形件例如可具有相应于金属壳部的外部基本形状。

[0012] 为了制造塑料成形件，例如可将塑料颗粒成形为板材或卷材。随后可将获得的塑料板或塑料膜通过热成形来成形。塑料成形件例如可包括热塑性材料或由热塑性材料制成。例如塑料成形件可包括聚丙烯或聚乙烯或由聚丙烯或聚乙烯制成。塑料成形件与金属壳部连接，并且塑料成形件在连接之后优选与金属壳部直接接触和/或在连接之后连续地与金属壳部具有基本上相同的间隔。

[0013] 借助在此所描述的方法可制造具有环境密封功能和EMV屏蔽效果的壳体构件。与传统壳体相比，通过降低模具复杂度可实现显著的成本优势。

[0014] 根据另一种实施方式，金属壳部在其制成后具有外壁和内壁。优选塑料成形件这样与金属壳部连接，使得塑料成形件设置在金属壳部的内壁上。例如塑料成形件可大面积地与金属壳部的内壁连接。

[0015] 根据另一种实施方式，塑料成形件这样与金属壳部连接，使得塑料成形件完全覆盖金属壳部的内壁。例如塑料成形件可在连接之后接触金属壳部内壁的整个表面。

[0016] 根据另一种实施方式，塑料成形件这样与金属壳部连接，使得塑料成形件设置在金属壳部的外壁上。塑料成形件可在连接之后例如大面积地与金属壳部的外壁连接。

[0017] 根据另一种实施方式，塑料成形件这样与金属壳部连接，使得塑料成形件完全覆盖金属壳部的外壁。例如塑料成形件可在连接之后接触金属壳部外壁的整个表面。

[0018] 根据另一种实施方式，塑料成形件构造为塑料膜。优选塑料膜具有小于或等于1.5mm的厚度。术语“厚度”在此理解为塑料膜垂直于其主伸展方向的延伸尺寸。另外，塑料膜可具有小于或等于1.0mm、或替代地小于或等于0.5mm的厚度。

[0019] 根据另一种实施方式，塑料成形件构造为塑料膜，该塑料膜在制成金属壳部之后被拉入金属壳部中。塑料膜拉入金属壳部中例如可借助真空深拉进行。

[0020] 根据另一种实施方式，金属壳部在将金属板折叠之后具有从金属壳部开口向外突出的金属板旗形部。借助所述突出的金属板旗形部，金属壳部可与另一金属壳部连接。

[0021] 根据另一种实施方式，塑料成形件包括热塑性材料或由热塑性材料制成。例如塑料成形件可包括聚丙烯或聚乙烯或由所述材料之一制成。塑料成形件尤其是用于赋予壳体构件足够的环境密封功能。

[0022] 根据另一种实施方式，金属板具有大于或等于0.5mm的厚度。特别优选金属板具有大于或等于1.0mm的厚度。替代地，金属板可具有大于或等于1.5mm的厚度。术语“厚度”在此理解为金属板垂直于其主伸展方向的延伸尺寸。由金属板通过折叠制成的金属壳部尤其是用于赋予壳体构件足够的EMV屏蔽效果。

[0023] 根据另一种实施方式，金属板连续地具有大于1.0mm的厚度并且塑料成形件连续地具有小于或等于1.0mm的厚度。在这种实施方式中，金属板构造得足够厚，从而吸收所有作用于壳体构件的机械负荷。由此，塑料成形件可根据需要构造得较薄。根据另一种优选实施方式，塑料成形件连续地具有大于1.0mm的厚度并且金属板具有小于或等于1.0mm的厚度。由此，塑料成形件的厚度足够用于吸收作用于壳体构件的机械负荷的至少一部分。由此，金属板可构造得非常薄。

[0024] 根据另一种实施方式，塑料成形件与金属壳部通过粘合而连接。例如可构造为塑料膜的塑料成形件例如可借助粘合剂与金属壳部连接。此外，塑料成形件与金属壳部可通过热封而连接。优选塑料成形件与金属壳部的连接在塑料成形件获得匹配于金属壳部的形状的成形过程之后进行。该成形过程尤其可以是通过热成型来制造塑料成形件的方法步骤。

[0025] 根据另一种实施方式，折叠的金属板具有相互接合的重叠区域。例如金属板的各个金属板旗形部可在折叠金属板之后彼此完全重叠。这些重叠区域例如可通过卷边、焊接或铆接而相互接合。例如通过将金属板折叠而一体构造的金属壳部可具有四个区域，在这四个区域中，金属板的板旗形部完全重叠。通过将各重叠区域接合可实现良好的电磁屏蔽效果。

[0026] 根据另一种实施方式，金属壳部具有多个缺口。所述缺口例如可具有孔或缝槽的形状。缺口例如可等距设置。缺口例如可通过冲压过程产生。优选各个缺口的尺寸仍确保通过金属壳部对壳体构件的足够的EMV屏蔽。通过缺口可使金属壳部有利地具有较低重量。

[0027] 此外，提出一种用于制造具有防电辐射和/或磁辐射的屏蔽并且具有环境密封功能的高压蓄电池的方法。在此，制造可具有上述实施方式的一个或多个特征的壳体构件。此外，提供具有至少一个电荷存储器的另一个壳体构件，所述另一个壳体构件包围电荷存储器。此外，连接所述壳体构件和所述另一个壳体构件。所述壳体构件例如可构成高压蓄电池的盖。在连接所述壳体构件与所述另一个壳体构件之后，所制造的高压蓄电池可具有封闭的壳体，该封闭的壳体可由所述壳体构件和所述另一个壳体构件形成。所述壳体构件和所述另一个壳体构件例如可借助一个或多个连接元件、如螺栓相互连接。

[0028] 根据另一种实施方式，塑料成形件与金属壳部的连接在连接所述壳体构件与所述另一个壳体构件期间进行。例如，塑料成形件和金属壳部可互不连接直至所述壳体构件与所述另一个壳体构件连接。因此无需预先接合塑料成形件与金属壳部。塑料成形件与金属壳部的连接例如可通过所述壳体构件与所述另一个壳体构件的螺栓连接进行。

[0029] 此外，提出一种具有防电辐射和/或磁辐射的屏蔽并且具有环境密封功能的壳体构件。该壳体构件包括通过将金属板折叠而制成的金属壳部。优选金属壳部构造成一体的。金属壳部尤其是可由折叠的金属板制成。此外，壳体构件包括通过热成形而制成的塑料成形件，其具有匹配于金属壳部的形状，并且塑料成形件与金属壳部直接连接。

[0030] 此外，壳体构件可具有结合用于制造壳体构件的方法所提及的实施方式的一个或多个特征。壳体构件尤其可借助上述方法来制成。例如金属壳部可具有外壁和内壁，塑料成形件这样与金属壳部连接，使得塑料成形件设置在金属壳部的内壁或外壁上。此外，塑料成形件例如可构造为塑料膜，其例如可包括热塑性材料、如聚丙烯或聚乙烯。塑料膜可具有例如小于或等于1.0mm的厚度。金属壳部可具有例如大于或等于1.0mm的厚度。优选金属壳部具有重叠区域，它们通过接合过程、如卷边、焊接或铆接相互连接。此外，金属壳部可具有多个缺口，其例如可构造为孔或缝槽。

[0031] 此外，提出一种具有防电辐射和/或磁辐射的屏蔽并且具有环境密封功能的高压蓄电池，其具有在此所描述的壳体构件。高压蓄电池还包括与所述壳体构件连接的另一个壳体构件以及至少一个电荷存储器，所述电荷存储器设置在由所述壳体构件和所述另一个壳体构件限定的空腔中。

[0032] 与传统壳体相比，在此所描述的、用于制造壳体构件或用于制造具有这种壳体构件的高压蓄电池的方法具有巨大的成本优势，尤其是因为实现了模具复杂度的降低。此外，在此所描述的壳体构件与传统壳体相比具有格外低的重量。这尤其是通过在选择金属壳部和塑料成形件的材料厚度时增加的灵活性来实现。所述方法适合用于多种所使用的材料，其可根据对于壳体构件重要的强度、EMV屏蔽和环境密封标准进行选择。

附图说明

[0033] 本文所描述的方法以及本文所描述的具有防电辐射和/或磁辐射并且具有环境密封功能的壳体构件的其它优点和有利实施方式由下述结合图1A至2B所描述的实施方式给出。附图如下：

[0034] 图1A至1D是根据一种实施例的、用于制造具有防电辐射和/或磁辐射的屏蔽的壳体构件的方法的示意图；

[0035] 图2A和图2B是根据其它实施例的、本文所描述壳体构件的示意图。

具体实施方式

[0036] 在实施例及附图中，相同或作用相同的部件可分别具有相同的附图标记。所示元件及其相互之间的尺寸比例原则上不被看作合乎比例的。相反，为了更好的显示和/或更好的理解，一些元件可加粗或放大地示出。

[0037] 图1A至图1D示出根据一种实施例的、用于制造具有抗电辐射和/或磁辐射的屏蔽并且具有环境密封功能的壳体构件1的方法的示意图。在此，在方法步骤1A中，通过将金属板20折叠来制造金属壳部2。金属板20可以是例如通过激光切割、水射流切割或冲压工艺而从金属板卷切割出的板。金属板20例如可以是钢板或铝板。在折叠之后，金属壳部2优选具有多个相互成角度的区域。特别优选金属壳部2在折叠之后具有壳体基本形状，其包括五个封闭的侧面。例如金属壳部2可具有长方体或立方体的形状，其具有一个开口。在折叠金属板20之后，金属壳部2具有内壁22和外壁21。

[0038] 在方法步骤1B中，通过热成形来制造塑料成形件3，使得其在成形过程之后具有匹配于金属壳部2的形状。在所示实施例中，塑料成形件3构造为具有小于或等于1.0mm厚度的塑料膜30。优选塑料膜30具有热塑性材料、如聚丙烯或聚乙烯。

[0039] 随后，在方法步骤1C中，将塑料成形件3与金属壳部2连接。例如塑料成形件3可与金属壳部2通过粘合或热封而连接。在所示实施例中，塑料成形件3在连接过程之后如图1D所示设置在金属壳部2的内壁22上。作为替代方案，塑料成形件3可与金属壳部2这样连接，使得塑料成形件3在连接之后如图2A所示设置在金属壳部2的外壁21上。壳体构件1例如可以是高压蓄电池的壳体构件、如两件式高压蓄电池的盖构件。

[0040] 图2B示出根据另一种实施例的、在此所描述的壳体构件1的示意图。该壳体构件1具有长方体基本形状并且包括多个重叠区域24，这些重叠区域24借助接合过程、如卷边、焊接或铆接相互连接。重叠区域24例如可构造为金属板旗形部，它们通过多个焊点相互连接。在壳体的一个侧面上壳体构件1敞开，金属壳部2在开口处具有向外折叠的金属板旗形部，借助所述金属板旗形部，壳体构件1可与另一个壳体构件例如通过螺栓而连接。所述壳体构件1可与另一个壳体构件一起形成高压蓄电池的封闭壳体，在该封闭壳体中可设置一个或多个电荷存储器。在所示实施例中，在金属壳部2中构造有多个缺口23，这些缺口例如可通过冲压工艺制出。通过缺口23，壳体构件1可具有较小的重量。

[0041] 在所示实施例中描述的特征也可根据另外的实施例彼此组合。替代或附加地，附图中所示的实施例也可具有根据一般性描述的实施例的其它特征。

[0042] 附图标记列表

[0043] 1  壳体构件

[0044] 2  金属壳部

[0045] 20 金属板

[0046] 21 外壁

[0047] 22 内壁

[0048] 23 缺口

[0049] 24 重叠区域

[0050] 3  塑料成形件

[0051] 30 塑料膜