用于高压车辆电池的电池壳体的盖和电池壳体制造技术

本发明专利技术涉及一种用于高压车辆电池(4)的电池壳体的盖(8)。该盖(8)包括复合材料，复合材料自身包括聚合物基体和嵌入该聚合物基体中的至少阻燃的材料。此外，盖(8)具有导电层，该导电层形成电磁屏蔽。

Cover and battery housing for battery housing of high voltage vehicles

The invention relates to a cover (8) of a battery housing for a high-voltage vehicle battery (4). The cover (8) includes a composite material, which itself includes a polymer matrix and at least a flame-retardant material embedded in the polymer matrix. In addition, the cover (8) has a conductive layer which forms an electromagnetic shield.

【技术实现步骤摘要】
用于高压车辆电池的电池壳体的盖和电池壳体
本专利技术涉及一种用于高压车辆电池的电池壳体的盖和具有这种盖的相应的电池壳体。高压车辆电池——简称为高压电池或动力电池——在以下说明中特别是被理解为用于机动车、特别是用于电动车辆的电池，该电池在最大的荷电状态下提供200V到1000V之间的输出电压。
技术介绍
为了满足如今的要求和需求，如今的高压电池的能量容量和能量密度也随着电池技术的科技进步逐渐增加。随之而来的潜在危险或风险也越来越高，这是因为在高压电池故障或损坏的情况下相应地能释放更多的能量。在当今可用的高压电池中，在相应的高压电池损坏时也在相应的高压电池环境中造成严重的损害。例如可能从高压电池中溢出高温气体和/或原则上甚至可能导致火灾。传统由塑料材料制成的电池壳体通常不能克服这种潜在危险。随着高压电池的越来越大的输出电压或运行电压也提高了对电绝缘的要求。因此特别是必须在使用金属材料或金属构件的情况下考虑或保证足够大的空气间隙或电气间隙以及足够的电磁屏蔽。这可能对高压电池的几何构造造成不利影响，例如以附加的构造空间需求的形式。总之以特别小的构造空间需求和重量同时满足对现在和未来的高压电池的安全要求是重大的技术挑战。文献DE102015209519A1公开了一种复合构件，该复合构件具有纤维增强塑料部件以及用于产生机械紧固的金属件。该金属件在此与该纤维增强塑料力锁合地、材料结合地和/或形锁合地连接。复合构件具有用于将支座机械紧固在复合件上的至少一个连接装置。由此可以以小的重量以及足够高的强度实现经济的制造。<br>文献DE102013200560A1说明了一种具有壳体和盖组件的电池，该盖组件与壳体的开口连接并且包括盖板，该盖板遮盖壳体的开口。在此提出，在盖板和壳体之间的连接具有利用密封材料形成的粘接接缝。密封材料以液相被放入粘接接缝中。随后密封材料的液相转化为固相。由此可以满足某些预先规定的密封要求，但同时又实现了，壳体为了拆卸或修理的目的而可以被安全且容易地打开。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种电池壳体的特别可靠且同时紧凑和易于封闭的方案。上述目的根据本专利技术通过独立权利要求的主题实现。本专利技术的有利的设计方案和改进方案在从属权利要求、说明书和附图中说明。根据本专利技术的用于高压车辆电池的电池壳体的盖包括复合材料。根据本专利技术提出，复合材料包括聚合物的基体和嵌入该基体中的至少阻燃的材料。根据本专利技术还提出，盖具有导电层，该导电层形成电磁屏蔽。由于在聚合物的基体或聚合物基体中集成有至少阻燃的材料，因此根据本专利技术的盖同时相对于传统的塑料盖提供了改进的热保护和防火保护，并且还与由实心金属制成的传统的盖相比有利地减小了重量。至少阻燃的材料可以例如至少具有防火等级F30。优选地，至少阻燃的材料可以根据防火等级F60是高阻燃的、根据防火等级F90是耐火的或根据防火等级F180是高耐火的。如果聚合物基体在盖或复合材料的制造过程期间是液态或部分液态，则阻燃材料可以例如作为粉末分散在聚合物基体中。导电层可以例如以施加在复合材料上的铝箔的形式形成。盖的大部分、例如盖的全部材料根据体积和/或重量的至少80％由复合材料制成。特别是优选提出，复合材料在盖的主延伸平面或主延伸表面中的整个平面或范围上延伸。也就是说，盖至少基本上由复合材料制成。优选地，在例外情况下，即，除了导电层和可能提供的密封件之外，盖可以完全由复合材料形成。可任意选择的是，例如可由其它材料制造紧固件，例如作为金属螺纹件，以用于将盖紧固在电池壳体上或中。高压电池可以按系统技术被划分或细分为存储部分和电子器件部分。该存储部分或高压存储部分包括电池单体或具有多个电池单体的电池模块，在该电池单体或电池模块中存储电能。电子器件部分可以例如包括保险装置、电容器、控制设备，例如电池管理控制器(BMC)、单体管理控制器(CMC)、模块管理控制器(MMC)、开关接触器、电路板、接线端和/或类似设备，并且例如可以被称为电池接线盒(BJB)。存储部分和电子器件部分可以布置在高压电池的各自自身的或单独的壳体或壳体部件中。根据本专利技术的盖特别是用于遮盖存储部分、即电池单体或电池模块。通过使用基于聚合物的复合材料有利的是，不需要设置附加的空气间隙或电气间隙，这是因为复合材料特别是电绝缘的或不导电的。因此，可以整体上有利地实现盖和电池壳体或高压电池的特别紧凑的、即节省构造空间的结构。导电层也就可以通过复合材料本身相对于高压电池的其它电气部件绝缘。由于通过复合材料也实现了防火，因此导电层、特别是金属的层可以设计地特别薄并因此也特别轻，即，节省了重量，因为该层可以或必须仅被设计用于提供电磁屏蔽。通过复合材料与导电层的组合，根据本专利技术的盖可以因此特别有效和高效地满足当今的、在防火方面以及在电磁兼容性(EMV)方面的要求。根据本专利技术的盖的另一优点在于，导电层、即电磁屏蔽层与复合材料连接，从而盖可以制成为单个构件或联接的构件组。由此实现了盖的特别简单的手工可操作性、物流和可装配性，这是因为通过在制造高压电池时在唯一一个工序或工作步骤中装配单个构件或各个联接的构件组(即根据本专利技术的盖)，就同时可以实现防火和电磁屏蔽或电磁兼容性。由此，两个安全方面都可以特别可靠地实现或得到保证，这是因为例如可以避免可能存在于两个单独的构件的正确布置或相对取向中的故障源，这两个构件中的一个构件被设置用于防火，而另一构件被设置用于产生电磁兼容性。由于根据本专利技术的盖与传统的由实心金属制成的盖相比具有较小的金属含量以及简化的可装配性，可以有利地实现在制造高压电池时节省成本。在本专利技术的有利的设计方案中，导电层施加在复合材料的上侧，该上侧在盖在电池壳体上的根据规定的安装位置中背离由电池壳体和盖包围的内腔。也就是说，导电层施加在盖的外侧上。由此不仅有利地可靠保证了电磁屏蔽，而且还使用面对内腔、即面对布置在内腔中的电池单体的绝缘的或不导电的复合材料作为在内腔和导电层之间的电绝缘。还可以通过导电层、特别是金属的层有利地保护复合材料使其免于损坏、老化、分解等。导电层还可以密封地封闭复合材料的可能存在的气孔，并因此保证或改善盖的流体密封性。导电层可以例如以电镀方式施加在复合材料的上侧，或例如粘接、层压或喷镀在复合材料的上侧。特别优选地，导电层可以由铝形成。通过使用铝对复合材料覆层可以有利地实现盖的可靠的腐蚀防护。导电层可以例如设计为金属箔，即例如具有0.2mm至0.5mm的强度或厚度。在本专利技术的有利的另选设计方案中，导电层形成为嵌入聚合物基体中的网垫(Matte)。也就是说，导电层可以例如是例如由金属纤维形成的编织物或纺织物或针织物。这种纤维随后可以被织成或编结成网垫。通过将该网垫嵌入或置入聚合物基体中可以有利地实现导电层与复合材料的特别稳定和可靠的连接。特别优选地，网垫在此布置在复合材料的上部区域中，例如在上半部分或上四分之一部分中。上部区域在此是朝向盖的上侧或外侧的区域，即盖或复合材料的如下区域，该区域在盖在电池壳体上或中的常规安装位置中背离内腔、即背离电池单体或高压电池。由此复合材料的、布置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高压车辆电池(4)的电池壳体的盖(8)，该盖包括复合材料，/n其特征在于，/n-复合材料包括聚合物基体和嵌入该聚合物基体中的至少阻燃的材料，/n-盖(8)具有导电层(9)，该导电层形成电磁屏蔽。/n

【技术特征摘要】
20180514 DE 102018207409.71.一种用于高压车辆电池(4)的电池壳体的盖(8)，该盖包括复合材料，
其特征在于，
-复合材料包括聚合物基体和嵌入该聚合物基体中的至少阻燃的材料，
-盖(8)具有导电层(9)，该导电层形成电磁屏蔽。


2.根据权利要求1所述的盖(8)，
其特征在于，
导电层(9)施加在复合材料的上侧，该上侧在盖(8)在电池壳体(5)上的常规安装位置中背离由电池壳体(5)和盖(8)包围的内腔(6)。


3.根据权利要求1所述的盖(8)，
其特征在于，
导电层(9)设计为嵌入聚合物基体中的网垫(9)。


4.根据前述权利要求中任一项所述的盖(8)，
其特征在于，
-聚合物基体包括树脂和/或硅树脂，
-至少阻燃的材料包括特别是粉末形式的云母矿物。


5.根据前述权利要求中任一项所述的盖(8)，
其特征在于，
复合材料包括芳族聚酰胺纤维、特别是由间位芳族聚酰胺形成的芳族聚酰胺纤维，作为至少阻燃的材料或作为至少阻燃的材料的一部分。


6.根据前...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·采奇，C·克莱采，A·戴恩德尔，
申请(专利权)人：奥迪股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE