用于车辆的高电压蓄存器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于车辆的高电压蓄存器以及一种包括该高电压蓄存器的车辆。
【背景技术】
[0002]在电动车和混合动力车中，将高电压蓄存器用于借助电机唯一地或辅助地驱动车辆。在高电压蓄存器内有多个蓄能单元或蓄能模块。蓄能模块又组合了多个蓄能单元。按现有技术，车辆中的高电压蓄存器的壳体由金属制成，以确保充分地保护电子器件和蓄能单元免受环境影响。另外，为了充分封装高电压部件并因而保护环境，而使用金属壳体。根据使用情况，可采用由压铸铝或钢板制成的壳体件。文献DE 10 2009 037 138 Al披露了一种壳体，其中，下壳由塑料件和金属件构造为多壳式的(mehrschalig)。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是，提供一种高电压蓄存器，该高电压蓄存器在构造经济和轻量的同时对于在车辆中的应用是稳定的，并且特别是在碰撞事故中是充分稳定的。
[0004]此目的通过独立权利要求的特征实现解决。从属权利要求包括本发明主题的一些有益设计。
[0005]由此，上述目的通过一种用于车辆的高电压蓄存器得以实现。该高电压蓄存器包括一壳体。该壳体又由一个单壳式的(einschalig)、优选一体的金属下壳和一个将该下壳封闭的塑料顶盖组成。下壳特别是由铝或钢板制造成单壳式的。在所述壳体内有多个蓄能单元和/或蓄能模块。在蓄能模块中组合有多个蓄能单元。蓄能单元或蓄能模块直接置入壳体的金属下壳中。金属下壳构成了高电压蓄存器的承载构件，该构件形成了与车身的连接并且构造为碰撞安全的(crash-sicher)。塑料顶盖特别是直接安置到下壳上并且优选直接与该下壳连接，特别是螺接。
[0006]根据本发明，认识到:一般来说，在车辆中高电压蓄存器的壳体的顶盖不必承受作用力。顶盖首先是用于在运输期间的保护和防止外界环境影响以及用于承受微小的机械负荷。由金属材料制成的已知顶盖通常尺寸过大并且因此不必要地沉重。塑料制成的下壳会无法胜任车辆中的高要求。所以根据本发明使用了单壳式的金属下壳。塑料制成的顶盖直接安置在该金属下壳上。出于运行负荷、自重和其他影响而出现在高电压蓄存器上的作用力由下壳导出吸收。所述下壳又直接与车辆的车身连接或者通过固定于车身的保持角件(角钢)与车辆连接。
[0007]优选规定:顶盖由纤维增强的塑料制成。特别是将玻璃纤维或碳纤维用于纤维增强。
[0008]特别优选的是，顶盖由纤维增强的热塑性塑料制成。在本发明的范围内已认识到:纤维增强的热塑性材料对于顶盖的负荷是足够的。同时热塑性材料具有下述优点:对它的回收利用例如比热固性塑料简单得多。顶盖特别是由长纤维增强的热塑性塑料制成。作为长纤维增强以外的可选或补充方案，将纤维垫用于增强热塑性塑料。优选规定:将纤维作为垫子或作为带子予以嵌置、喷射或与塑料母质共同压入。特别是，通过压制(模压)长纤维增强的热塑性材料(D-LFT-方法)来实现顶盖的制造。作为此外的可选方案，优选规定:在压铸/注塑设备中或在Inject1n-Moulding-Compounder(IMC)中制作顶盖。
[0009]为了制造顶盖，作为可选或补充方案，规定:通过物理或化学方式使塑料发泡。在顶盖的成形过程中实施该发泡。
[0010]此外，优选规定:在顶盖的塑料内混合一种阻燃的添加剂。通过这种方式，在发生火灾时迫使顶盖熄灭。
[0011]另外，优选规定:顶盖制作成单壳式的、优选一体的塑料件。由此，为了特别是密封地封闭整个壳体，仅仅使用唯个顶盖。
[0012]此外，在顶盖中优选嵌置有金属套。这些金属套特别是位于一法兰上并且用于使顶盖与下壳螺接。作为使用金属套之外的可选方案，实施塑料直接螺接，在该塑料直接螺接中，将螺栓从下壳直接旋入顶盖的塑料中。
[0013]优选地，将顶盖与下壳之间的相应密封件直接预装或者优选喷射成型在顶盖上。作为此外的可选方案，规定:将密封件单独地嵌置于顶盖与下壳之间。
[0014]高电压蓄存器优选包括一个压力平衡单元。该压力平衡单元包括一个透气的和透水蒸汽的薄膜，以便这样使壳体内部的压力适应于环境压力。在压力平衡单元中，薄膜通常置入一个塑料框中。在现有技术中，必须以高花费将该塑料框与金属壳体连接。在本发明的范围内，优选规定:压力平衡元件整合在顶盖中。特别是，压力平衡元件嵌置或粘合或焊接在顶盖中，例如借助超声波焊接。所说“嵌置”应理解为:在制作顶盖期间便已经将压力平衡元件一同嵌置到相应的模具中，使得该压力平衡单元例如由顶盖的材料包封注塑。
[0015]特别是规定:压力平衡单元只由透气的薄膜组成。由于顶盖由塑料制成，该薄膜可以直接整合在顶盖中。薄膜要么在制造顶盖时直接嵌置，要么事后粘贴或焊接到顶盖内的开口上，例如借助超声波焊接。
[0016]此外，优选规定:顶盖的一个区段构造为“破裂保护部”。为此，顶盖的该确定的区段构造有很薄的材料厚度。特别是，顶盖在破裂保护部的区域内具有小于3_的材料厚度。在壳体内有相应大的过压时，顶盖准确地在破裂保护部的区域内裂开。于是，这样就不必为了破裂保护而安装单独的构件。
[0017]为了最大可能地减少高电压蓄存器的重量，金属下壳具有尽可能小的包络体积，而塑料顶盖则具有尽可能大的包络体积，特别是规定:顶盖的包络体积为下壳的包络体积的至少100%，优选至少125%，特别优选至少150%。通过这种方式确保:顶盖至少包围与下壳相同的体积并且壳体的重要部分与此相应地是由塑料制成。
[0018]通过几何结构、壁厚、纤维份额、纤维长度或添加剂，优选顶盖的所需要的机械和化学特性能够得以准确地适配于各项要求。通过用塑料制作顶盖，可以更加容易地将不同的接口界面，例如密封，整合在顶盖中，因为塑料一般容许较高的构造设计自由度。通过加筋、局部纤维衬里、纤维垫或者其他的增强措施，可以在相关的区域上局部加强顶盖，而由此并不改变整个构件和总体增加重量。通过减轻重量以及同时将接口界面整合在顶盖中，附加地简化了生产，因为可以省略相应的生产步骤和装配步骤。正如已经阐述的那样，例如压力平衡元件的薄膜或破裂保护部可以直接整合在顶盖中。
[0019]此外，本发明还包括带有上文所介绍的高电压蓄存器的车辆。在该车辆中，高电压蓄存器与一电机连接。该电机又用于车辆的唯一或辅助驱动。该车辆与此相应地构造为混合动力车或电动车。高电压蓄存器的壳体的由金属制成的下壳固定在车辆的车身内。为此，下壳(特别是利用法兰)要么是直接安放在车身上，要么是往车身中置入相应的保持件，下壳安放在所述保持件上。
[0020]优选地，将高电压蓄存器内部的各构件、特别是蓄能单元或蓄能模块固定在下壳中。下壳又被直接固定在车辆中，因此车辆通过下壳直接