金属塑料混合构件形式的蓄电池外壳以及它的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于电动车辆的金属塑料混合构件的蓄电池外壳。此外本发明涉及一种用于制造这样的车辆蓄电池外壳的方法。
现有技术
[0002]由专利文献DE 10 2006 025 745 A1已知混合外壳构件，尤其金属塑料混合油箱，其中，使用金属密封法兰，由塑料材料构成的壁板区域通过连接条和两侧材料接合连接以连接在金属密封法兰上。在连接条的两侧各平面地设置黏附剂，其在壁板区域的塑料材料和密封法兰的金属材料之间完全平面地制造了材料接合的连接。可以整个平面地或者仅局部地设置黏附剂。金属材料在冲压和深冲处理之前已经可以优选在两侧附有黏附剂。如果黏附剂为此具有确定的韧性，将会是十分有利的，从而它可以经受必要的变形步骤，而不会和下面的金属材料分离。金属材料也可以在冲压和深冲之后先通过浸入的方式使用黏附剂涂层。在此，尤其使用以塑料为基础的黏附剂，它可以在时效硬化状态下用作为防腐层。壁板区域的塑料可以在注塑方法中连接在密封法兰上。为了达到这个目的，具有密封法兰的金属片嵌入到注塑模具中，并且在下一个工作步骤中喷射塑料材料。
[0003]黏附剂优选是二阶(zweistufig)黏附剂，它在两个连续的步骤中优选通过热的活性化完全交联。在施加在金属材料上之后，黏附剂在第一步骤中部分交联，从而构成在下一个制造步骤中充分抵抗损坏的干燥的表面。在塑料喷射中或者之后黏附剂完全交联，从而它通过温度作用而时效硬化并且因此得到它最终的特性。黏附剂必须一方面与金属材料实现材料接合的连接并且另一面与塑料实现材料接合的连接。相应地，尤其与所使用的塑料相关地确定黏附剂的材料成分。为了实现材料接合的连接，在有些塑料材料中，像必不可少的聚丙乙烯，在黏附剂镀层之前对金属材料和另外的黏附剂进行预处理。
[0004]然而，在金属塑料混合构件中，在使用中出现温度波动，尤其是在较大温度区间上的温度波动情况下，由于金属和塑料不同的温度膨胀系数沿着连接面、即沿着在金属和塑料之间的边界面(沿着边界面安置黏附剂)会出现不密封或泄露。这会导致在这样的金属塑料混合构件中(它必须具有对液体和/或气体、像水或空气的密封性)构件的脱落。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是，提供一种上述类型的金属塑料混合构件形式的电动车辆蓄电池外壳，其中，即使通过在较大温度范围上的温度波动，优选几百摄氏度，也不会在金属和塑料之间沿着连接面出现不密封。本发明的另一个要解决的技术问题是，提供一种用于制造这样的蓄电池外壳的方法。
[0006]所述技术问题通过一种蓄电池外壳来解决，其中，塑料元件沿着连接面至少局部地、至少很大程度上形状配合和/或材料接合地邻接地、模制在金属元件上，其中，沿着在金属元件和塑料元件之间的连接面的至少一部分安置由至少很大程度上持久弹性的材料构成的连接元件。
[0007]因此，在本发明的保护主题中，塑料元件沿着连接面在金属元件上模制(anformen)。连接面构成在金属和塑料之间的边界面。优选塑料元件由热塑性材料形成并且通过注塑模制，特别优选通过注塑在金属元件上模制。通过模制塑料元件沿着连接面和金属元件邻接。所述邻接是至少局部地，也就是说至少在这样的区域中，即连接面的部分，并且邻接是至少很大程度上形状配合和/或材料接合的。根据本发明沿着所述连接面的至少一个部分安置连接元件，所述连接元件设有至少很大程度上持久弹性的材料。因此连接元件沿着这种连接面的所述部分在金属元件和塑料元件之间形成至少很大程度上持久弹性的连接，并且有效的完成沿着连接面在金属元件和塑料元件之间的对于温度波动不敏感的密封。
[0008]换而言之，塑料元件在第一区域中很大程度上形状配合和/或材料接合的沿着连接面在金属元件上模制，并且在连接面第二区域中在塑料元件和金属材料元件之间安置由持久弹性的材料构成的连接元件。
[0009]本发明利用的知识在于，在现有技术中通过在金属元件上施加黏附剂而在金属元件和塑料元件之间构成更好的粘合，并且由此尝试，这样地改进金属塑料混合构件，可以使所述混合构件沿着连接面也可容忍和承受较高的热应力，混合构件在不投入或者不过度投入较高成本的情况下能够带来期望的结果。可以看出，在交替的热应力中通过金属面和塑料面的热膨胀的不同的温度系数而沿着连接面出现的热应力可能导致沿着连接面出现作用力，并且这个作用力利用已知的方式不可控。
[0010]现在存在这样的认知，能够有效应对热应力以及它有害的影响，提供一种有针对性的可减少热应力的可行性，即有针对性地允许因为金属和塑料之间不同的热应力发生的泄露并且用特定的密封剂来应对可能的泄漏。本发明现在建议作为这样的密封剂，在简单的方式中用很大程度上持久弹性的材料代替非必要的黏附剂。这样构成的连接元件在金属元件和塑料元件之间制造至少很大程度上持久弹性的连接，并且简单可靠的沿着连接面提供了密封以及热应力平衡。
[0011]塑料元件被优选在注塑制造过程中构成为注塑元件，并且通过热作用和/或压力作用优选在注塑制造过程中模制在金属元件上。连接元件的持久弹性材料被这样设置，它可以经受住在塑料元件模制在金属元件上或者模制在金属元件周围时在注塑制造过程中的温度和压力，从而保证它的物理特性不会改变。也可以有选择的设置，连接元件的持久弹性材料被这样设置，它通过上述的温度和/或压力的作用刚好可以承受这样的改变，并且通过所述改变转化为期望的持久弹性状态。
[0012]按照根据本发明的蓄电池外壳的优选改进方案，连接元件的至少很大程度上持久弹性的材料包括持久弹性粘合材料。由此可以实现沿着连接面更好的密封以及在金属元件和塑料元件之间更牢靠的连接。有利的是加工可以被简化，因为在金属元件上面可以容易的、精确的、快速的以及安全的施加连接元件，并且通过位置变化、尤其连接元件的分离和/或掉落、例如在注塑制造过程中在塑料模制在金属件上或围绕金属件的情况下发生的分离和/或掉落所引起的制造失误被可靠地减少了。粘合材料同样被这样设置，它可以经受住在注塑制造过程中的温度和压力而保证它的物理特性不会改变通过温度和/或压力作用转化为期望的持久弹性状态。
[0013]在根据本发明的蓄电池外壳的进一步优选的实施方式中，连接元件至少被基本上设计成层状。优选由持久弹性的粘合材料构成的连接元件因此层状地接合在金属元件和塑料元件之间，有利地具有均匀的或同样的层厚。这个结构是可以被简单地制造并且在金属元件和塑料元件之间形成均匀的形状配合、材料接合和/或作用力配合连接，因此可以得到根据本发明的蓄电池外壳的高度的机械固定以及在金属和塑料之间实现非常可靠的密封。
[0014]在设计结构特别简单以及材料节省的结构中这样的层状连接元件只能用持久弹性的粘合材料来构成，例如，它可以作为糊状在被塑料元件模制之前沿着连接面施加在金属材料元件上面。
[0015]根据本发明的蓄电池外壳的优选的改进方案，连接元件由支承元件、优选层状的支承元件的构成，该支承元件沿着它的至少一个表面的至少一部分配备持久弹性的材料。在此，持久弹性材料优选仍通过持久弹性的粘合材料构成。支承元件有选择地一面或多面、在层状结构中一面或两面设有持久弹性材料、优选粘合材料。通过这样的支承元件在用于根据本发明的蓄电池外壳的加工过程中可以实现连接元件的简化操纵