电池载体的制作方法

本发明涉及一种按在权利要求1的前序部分中的特征的电池载体。

背景技术：

1、为了保持电池元件用于在电驱动的车辆中提供电能，采用电池载体，该电池载体设置在车辆的车桥之间。对电池载体的重要的安全技术要求包含良好的碰撞性能。为了满足这一点，电池槽通过外部的加强结构来保护。

2、de102018126068a1公开一种现有技术的用于电动车辆的电池载体。该电池载体具有电池槽，该电池槽安装到外部框架中并且通过盖子封闭。该框架在横截面中由至少两个相互接合的型材构件构成，这些型材构件之中的至少一个型材构件构成为金属板成型构件。

3、也在由de102016120826b4已知的电池载体的情况下，电池槽通过在外侧包围该电池槽的、具有空腔的框架结构保护。

4、de102018120371b4公开一种电池载体，其包括通过框架结构的外部加强措施，该框架结构由多个在它们的端部的区域中相互连接的空腔型材部件组成。

5、另外，wo2018/166895a1说明一种用于接纳电池元件的电池载体，其包括一个形成内部区域的框架和一个加强结构，该框架至少部分地提供电池载体的侧壁，该加强结构包括一个或多个加强型材。

6、电池载体需要是机械稳定的，并且需要固定在车身上或者车辆的车架上。电池槽应该基本上集成到车身中，因此应对结构的和组装技术的挑战。

技术实现思路

1、从现有技术出发，本发明的任务是，实现一种在其功能性和碰撞性能方面改进的电池载体。

2、所述任务的解决方案按本发明在于一种按权利要求1的电池载体。

3、一种用于保持电池元件以在电驱动的车辆中提供电能的电池载体具有电池槽，该电池槽具有加强结构，该加强结构在外侧设置在电池槽的至少一个侧壁的前面。

4、该加强结构包括内部型材和外部型材。内部型材在横截面中u形地构成，并且具有一个连接板和两个侧板以及一个开口。该连接板与侧壁平行地定向。内部型材的各侧板背离电池槽，使得内部型材的敞开侧处于外部。内部型材的敞开侧或者说开口至少在部分长度上通过外部型材封闭。

5、这种方案导致一种在功能上并且在碰撞性能方面、尤其是在刚度特性方面改进的电池载体。内部型材经由所述开口以及内部型材的背离电池槽地朝外定向的敞开侧是良好地可接近的。因此改进内部型材本身以及要安装在内部型材中的构件的功能性、尤其是可接近性和安装。内部型材和外部型材协同地相互补充。加强结构在侧壁的纵向方向上延伸。内部型材和外部型材至少在加强结构的长度的大部分上构成箱形的空心型材。该空心型材的优点在于有利的静态的和动态的加载特性。尤其是，加强结构的刚度在与电池槽成横向的方向上得到改进。在此，内部型材的各侧板可以在侧面碰撞时在卸除能量的情况下变形，其中，外部型材作为拉力支撑件起作用，并且将各侧板还相对彼此保持在位置中。

6、“在部分长度上封闭”意味着，内部型材的开口可以在内部型材的整个长度上通过外部型材封闭。外部型材也可以仅仅在内部型材的一个长度区段上封闭所述开口。也可以设置多个外部型材，它们将内部型材的开口至少在长度的大部分上予以封闭。外部型材也可以尤其是为了减重而打孔地构成，或者说设有孔和空隙。尤其是所述外部型材可以具有椭圆形的或者矩形的孔或凹部。矩形的孔或凹部尤其是具有倒圆的角部区域。这样的构成为长孔的椭圆形或矩形的孔或凹部优选具有在20×80mm与60×80mm之间的尺寸。

7、在外部型材中的孔或凹部也可以用于将加强结构与电池槽的侧壁接合。

8、在加强结构中设置至少一个套筒。所述套筒是固定套筒或者安装套筒。通常，在加强结构的纵向方向上设置多个以彼此的间距设置的套筒。一个套筒在内部型材的各侧板之间在内部型材的整个高度上延伸。该套筒将在各侧板中的开口连接。各套筒与各开口同轴地定向。套筒和开口处于一条共同的纵轴线上。各套筒用于被紧固器件穿过，所述电池载体经由所述紧固器件被固定在车辆的车身或者车体上。尤其是，经由各所述套筒和合适的紧固器件实现电池载体在各侧门槛上并且也许在机动车中的底部横梁上的固定。

9、一种有利的方案规定，各套筒具有上方的和/或下方的凸缘。一个凸缘从套筒本体朝外定向。该凸缘可以是套筒的材料统一的组成部分或者可以通过单独的凸缘体构成。这些凸缘承受摩擦力和压紧力，它们在将穿过各套筒的安装元件、例如螺纹连接元件张紧时产生。因此，在螺纹连接区域中的构件的表面可以被保护以免损坏，并且单位面积压力可以被降低。尤其是，各凸缘保证误差补差。平坦的凸缘面大于套筒面，使得各套筒或者这些套筒的套筒体的水平的定向或者定位可以在与内部型材焊接之前实现。该定向按照定义的侧面的门槛孔间距实现。

10、一个套筒或者一个套筒的套筒体可以多件式地构成。尤其是，一个套筒可以两件式地构成，即由两个套筒体部件组成。尤其是，两个套筒体部件的相互接合在安装时在加强结构中时实现。

11、各套筒可以以它们的凸缘在内部贴靠在内部型材的侧板的内侧上。一种针对实践特别有利的方案规定，各套筒在外侧贴靠在侧板上。在这种关系中，尤其是两件式的套筒是有利的。一个两件式的套筒具有两个套筒体部件。一个套筒体部件相应地从外部穿过在一个侧板中的一个开口，使得各凸缘在外部贴靠在内部侧板上。各套筒与内部型材的接合于是在凸缘的区域中实现。另外，两个套筒体部件在内部型材的内部中合拢和相互接合。这可以力锁合地和/或形锁合地实现。在两个套筒体部件之间的接合可以通过齿部实现，或者也可以通过压配合实现。卡口式的连接也是可能的。

12、两件式的套筒在安装方面是有利的。各一个套筒体部件穿过上方的或下方的侧板开口，并且部分重叠地尤其是借助于压配合而连接。定位在内部型材中，各套筒经由凸缘与内部型材焊接或者说与内部型材的侧板焊接。

13、一个套筒也可以通过一个内部套筒和一个外部套筒构成。

14、在内部型材的侧板的端部侧上设置接合舌片。优选地，多个以彼此的间距设置的接合舌片在内部型材的纵向方向上沿着侧板的纵向棱边区段设置。接合舌片朝外定向地伸出。优选地，在每个侧板上沿着该侧板的纵向棱边区段设置交替成列的接合舌片。各接合舌片在侧板的纵向方向上具有彼此的间距，使得相应地在接合舌片之间存在自由空间。

15、外部型材支撑在侧板的自由端部或者纵向棱边区段上和/或侧板的接合舌片上。

16、优选地，接合舌片与侧板成角度地设定。尤其是，接合舌片背离侧板的自由端部地朝外定向。因此改进可接近性，尤其是用于建立点焊连接部。所需要的结构空间也朝外减小。

17、所述外部型材具有接合连接板，它们支撑在内部型材的侧板上。尤其是，所述外部型材以接合连接板局部地贴靠在接合舌片上。

18、所述外部型材与内部型材材料锁合地连接。这通过在内部型材的接合舌片与外部型材的接合连接板之间的材料锁合的接合而实现。尤其是，在接合舌片与接合连接板之间的材料锁合的接合通过点焊连接或者点焊粘接实现。这些接合技术保证在材料锁合的接合时小的热量输入到构件中。原则上，电阻焊或者激光焊也是可能的。

19、一种另外的有利的方案规定，设置上方的和下方的接合舌片，上方的舌片处于内部型材的上方的侧板上的端部侧。下方的接合舌片处于内部型材的下方的侧板的自由端部上的端部侧。上方的接合舌片和下方的接合舌片分别从配属的上方的侧板或者下方的侧板朝外以一个角度定向。在此情况下，上方的接合舌片和下方的接合舌片彼此背离地定向。

20、上方的接合舌片和下方的接合舌片相对彼此以舌片开口角度设置。该舌片开口角度可以在大于等于(≥)45°与小于等于(≤)240°之间设计。优选地，舌片开口角度处在一个在80°与150°之间的跨度内(包含各端点值在内)。尤其是，舌片开口角度在一个在60°与120°之间的跨度内(包含各端点值在内)设计。

21、在内部型材上的接合舌片和外部型材的接合连接板按照轮廓彼此适配，并且互补地相互补充。特别有利地，接合舌片和接合连接板以相同角度设定并且彼此互补地定向。

22、一种针对实践特别有利的实施方式规定，在加强结构中设置内置元件。内置元件可以是载荷引导体、防泥板和类似的处于内部的加强构件和/或功能构件。

23、所述加强结构与电池槽连接。为此，内部型材与电池槽接合。尤其是，内部型材以其在背侧的连接板贴靠在电池槽的侧壁上地接合。敞开的内部型材从侧面有利地可接近。套筒以及其他的内置元件可以引入和安装到敞开的内部型材中。紧接着，内部型材通过一个或多个外部型材封闭。所述一个或者每一个外部型材与上方的侧板和下方的侧板连接并且用作为在各侧板之间的拉力载荷支撑件，该拉力载荷支撑件在侧面碰撞时抵制内部型材的撑开。

24、在内部型材的各侧板上的接合舌片之间设置切口或者空隙。侧板的轮廓也可以与在接合面上的连接部适配。一种方案在这种关系中规定，内部型材局部地在内置元件的区域中和/或在套筒的区域中被压制或者被拉入。

25、除了在加强结构中的内置元件之外，在电池槽中也可以集成加强元件或者加固元件。这样的加强元件或者加固元件可以通过纵向型材和/或横向型材或者纵向支撑件和/或横向支撑件构成，它们在槽底部上延伸。

26、另外，盖子可以构成电池槽的上方的封闭件。特别有利地，电池载体设计和确定用于集成到车辆的车身或车体中。电池载体在此情况下构成车身的承载部件(ctb，cell-to-body)。在此情况下，车辆的地板可以构成电池盖子。

27、电池槽尤其是一个单件式地并且材料统一地构成的深拉部件。内部型材和外部型材也可以通过挤压成型技术或者深拉技术制造。内部型材通过其u形横截面而具有通道状的走向，在该走向中在纵向方向上以彼此的间距设置多个套筒。所述至少一个外部型材以封闭板的方式在内部型材的长度的至少一部分上封闭内部型材。在加强结构的纵向方向上可以设置多个外部型材。一个外部型材或多个外部型材构成加强结构的外壁。

28、电池槽也可以由金属板坯通过折叠技术而成型为电池槽。为此提供金属板坯，其几何结构对应于电池槽的展开结构。冷却板可以可选地直接地与金属板坯接合，然后金属板坯于是通过折叠技术而成型为电池槽。电池槽构成为折叠构件。电池槽的折叠角部被接合和密封。

29、电池槽以及加强结构和构成加强结构的构件、尤其是内壳和外壳可以通过钢板的模具淬火构成。模具淬火也称为挤压淬火。在模具淬火中，由锰硼钢构成的金属板被加热到超过材料的特定的奥氏体化温度的温度上，置入到成型模具中并且热成型为成型构件，该成型构件在成型期间冷却。成型构件夹紧在成型模具中并且通过冷却而硬化。

30、在此情况下，有涂层的可模具淬火的钢板也可以被采用，所述钢板尤其是设有铝/硅涂层的锰硼钢板。加强结构的构件和电池槽的构件具有1000mpa以上的抗拉强度。

31、电池槽与加强结构的内部型材和/或外部型材一样也可以由特高强度和超高强度的冷成型钢制成。各构件具有超过980mpa的抗拉强度，尤其是内部型材具有≥1180mpa的抗拉强度。

32、原则上在两种情况下对于电池槽以及对于内部型材和/或外部型材也可以采用拼焊板，它们具有不同的板厚度、钢质量或者也具有用于建立量身定做的强度特性(具有局部的软区域)的技术，例如用于在焊接时防止裂纹或者用于有针对性地设定局部弱化区，这些局部弱化区具有更好的变形能力以便吸收能量。