用于車輛的高電壓蓄存器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于車輛的高電壓蓄存器以及一種包括該高電壓蓄存器的車輛。
【背景技術(shù)】
[0002]在電動(dòng)車和混合動(dòng)力車中，將高電壓蓄存器用于借助電機(jī)唯一地或輔助地驅(qū)動(dòng)車輛。在高電壓蓄存器內(nèi)有多個(gè)蓄能單元或蓄能模塊。蓄能模塊又組合了多個(gè)蓄能單元。按現(xiàn)有技術(shù)，車輛中的高電壓蓄存器的殼體由金屬制成，以確保充分地保護(hù)電子器件和蓄能單元免受環(huán)境影響。另外，為了充分封裝高電壓部件并因而保護(hù)環(huán)境，而使用金屬殼體。根據(jù)使用情況，可采用由壓鑄鋁或鋼板制成的殼體件。文獻(xiàn)DE 10 2009 037 138 Al披露了一種殼體，其中，下殼由塑料件和金屬件構(gòu)造為多殼式的(mehrschalig)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是，提供一種高電壓蓄存器，該高電壓蓄存器在構(gòu)造經(jīng)濟(jì)和輕量的同時(shí)對于在車輛中的應(yīng)用是穩(wěn)定的，并且特別是在碰撞事故中是充分穩(wěn)定的。
[0004]此目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征實(shí)現(xiàn)解決。從屬權(quán)利要求包括本發(fā)明主題的一些有益設(shè)計(jì)。
[0005]由此，上述目的通過一種用于車輛的高電壓蓄存器得以實(shí)現(xiàn)。該高電壓蓄存器包括一殼體。該殼體又由一個(gè)單殼式的(einschalig)、優(yōu)選一體的金屬下殼和一個(gè)將該下殼封閉的塑料頂蓋組成。下殼特別是由鋁或鋼板制造成單殼式的。在所述殼體內(nèi)有多個(gè)蓄能單元和/或蓄能模塊。在蓄能模塊中組合有多個(gè)蓄能單元。蓄能單元或蓄能模塊直接置入殼體的金屬下殼中。金屬下殼構(gòu)成了高電壓蓄存器的承載構(gòu)件，該構(gòu)件形成了與車身的連接并且構(gòu)造為碰撞安全的(crash-sicher)。塑料頂蓋特別是直接安置到下殼上并且優(yōu)選直接與該下殼連接，特別是螺接。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，認(rèn)識(shí)到:一般來說，在車輛中高電壓蓄存器的殼體的頂蓋不必承受作用力。頂蓋首先是用于在運(yùn)輸期間的保護(hù)和防止外界環(huán)境影響以及用于承受微小的機(jī)械負(fù)荷。由金屬材料制成的已知頂蓋通常尺寸過大并且因此不必要地沉重。塑料制成的下殼會(huì)無法勝任車輛中的高要求。所以根據(jù)本發(fā)明使用了單殼式的金屬下殼。塑料制成的頂蓋直接安置在該金屬下殼上。出于運(yùn)行負(fù)荷、自重和其他影響而出現(xiàn)在高電壓蓄存器上的作用力由下殼導(dǎo)出吸收。所述下殼又直接與車輛的車身連接或者通過固定于車身的保持角件(角鋼)與車輛連接。
[0007]優(yōu)選規(guī)定:頂蓋由纖維增強(qiáng)的塑料制成。特別是將玻璃纖維或碳纖維用于纖維增強(qiáng)。
[0008]特別優(yōu)選的是，頂蓋由纖維增強(qiáng)的熱塑性塑料制成。在本發(fā)明的范圍內(nèi)已認(rèn)識(shí)到:纖維增強(qiáng)的熱塑性材料對于頂蓋的負(fù)荷是足夠的。同時(shí)熱塑性材料具有下述優(yōu)點(diǎn):對它的回收利用例如比熱固性塑料簡單得多。頂蓋特別是由長纖維增強(qiáng)的熱塑性塑料制成。作為長纖維增強(qiáng)以外的可選或補(bǔ)充方案，將纖維墊用于增強(qiáng)熱塑性塑料。優(yōu)選規(guī)定:將纖維作為墊子或作為帶子予以嵌置、噴射或與塑料母質(zhì)共同壓入。特別是，通過壓制(模壓)長纖維增強(qiáng)的熱塑性材料(D-LFT-方法)來實(shí)現(xiàn)頂蓋的制造。作為此外的可選方案，優(yōu)選規(guī)定:在壓鑄/注塑設(shè)備中或在Inject1n-Moulding-Compounder(IMC)中制作頂蓋。
[0009]為了制造頂蓋，作為可選或補(bǔ)充方案，規(guī)定:通過物理或化學(xué)方式使塑料發(fā)泡。在頂蓋的成形過程中實(shí)施該發(fā)泡。
[0010]此外，優(yōu)選規(guī)定:在頂蓋的塑料內(nèi)混合一種阻燃的添加劑。通過這種方式，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)迫使頂蓋熄滅。
[0011]另外，優(yōu)選規(guī)定:頂蓋制作成單殼式的、優(yōu)選一體的塑料件。由此，為了特別是密封地封閉整個(gè)殼體，僅僅使用唯個(gè)頂蓋。
[0012]此外，在頂蓋中優(yōu)選嵌置有金屬套。這些金屬套特別是位于一法蘭上并且用于使頂蓋與下殼螺接。作為使用金屬套之外的可選方案，實(shí)施塑料直接螺接，在該塑料直接螺接中，將螺栓從下殼直接旋入頂蓋的塑料中。
[0013]優(yōu)選地，將頂蓋與下殼之間的相應(yīng)密封件直接預(yù)裝或者優(yōu)選噴射成型在頂蓋上。作為此外的可選方案，規(guī)定:將密封件單獨(dú)地嵌置于頂蓋與下殼之間。
[0014]高電壓蓄存器優(yōu)選包括一個(gè)壓力平衡單元。該壓力平衡單元包括一個(gè)透氣的和透水蒸汽的薄膜，以便這樣使殼體內(nèi)部的壓力適應(yīng)于環(huán)境壓力。在壓力平衡單元中，薄膜通常置入一個(gè)塑料框中。在現(xiàn)有技術(shù)中，必須以高花費(fèi)將該塑料框與金屬殼體連接。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，優(yōu)選規(guī)定:壓力平衡元件整合在頂蓋中。特別是，壓力平衡元件嵌置或粘合或焊接在頂蓋中，例如借助超聲波焊接。所說“嵌置”應(yīng)理解為:在制作頂蓋期間便已經(jīng)將壓力平衡元件一同嵌置到相應(yīng)的模具中，使得該壓力平衡單元例如由頂蓋的材料包封注塑。
[0015]特別是規(guī)定:壓力平衡單元只由透氣的薄膜組成。由于頂蓋由塑料制成，該薄膜可以直接整合在頂蓋中。薄膜要么在制造頂蓋時(shí)直接嵌置，要么事后粘貼或焊接到頂蓋內(nèi)的開口上，例如借助超聲波焊接。
[0016]此外，優(yōu)選規(guī)定:頂蓋的一個(gè)區(qū)段構(gòu)造為“破裂保護(hù)部”。為此，頂蓋的該確定的區(qū)段構(gòu)造有很薄的材料厚度。特別是，頂蓋在破裂保護(hù)部的區(qū)域內(nèi)具有小于3_的材料厚度。在殼體內(nèi)有相應(yīng)大的過壓時(shí)，頂蓋準(zhǔn)確地在破裂保護(hù)部的區(qū)域內(nèi)裂開。于是，這樣就不必為了破裂保護(hù)而安裝單獨(dú)的構(gòu)件。
[0017]為了最大可能地減少高電壓蓄存器的重量，金屬下殼具有盡可能小的包絡(luò)體積，而塑料頂蓋則具有盡可能大的包絡(luò)體積，特別是規(guī)定:頂蓋的包絡(luò)體積為下殼的包絡(luò)體積的至少100%，優(yōu)選至少125%，特別優(yōu)選至少150%。通過這種方式確保:頂蓋至少包圍與下殼相同的體積并且殼體的重要部分與此相應(yīng)地是由塑料制成。
[0018]通過幾何結(jié)構(gòu)、壁厚、纖維份額、纖維長度或添加劑，優(yōu)選頂蓋的所需要的機(jī)械和化學(xué)特性能夠得以準(zhǔn)確地適配于各項(xiàng)要求。通過用塑料制作頂蓋，可以更加容易地將不同的接口界面，例如密封，整合在頂蓋中，因?yàn)樗芰弦话闳菰S較高的構(gòu)造設(shè)計(jì)自由度。通過加筋、局部纖維襯里、纖維墊或者其他的增強(qiáng)措施，可以在相關(guān)的區(qū)域上局部加強(qiáng)頂蓋，而由此并不改變整個(gè)構(gòu)件和總體增加重量。通過減輕重量以及同時(shí)將接口界面整合在頂蓋中，附加地簡化了生產(chǎn)，因?yàn)榭梢允÷韵鄳?yīng)的生產(chǎn)步驟和裝配步驟。正如已經(jīng)闡述的那樣，例如壓力平衡元件的薄膜或破裂保護(hù)部可以直接整合在頂蓋中。
[0019]此外，本發(fā)明還包括帶有上文所介紹的高電壓蓄存器的車輛。在該車輛中，高電壓蓄存器與一電機(jī)連接。該電機(jī)又用于車輛的唯一或輔助驅(qū)動(dòng)。該車輛與此相應(yīng)地構(gòu)造為混合動(dòng)力車或電動(dòng)車。高電壓蓄存器的殼體的由金屬制成的下殼固定在車輛的車身內(nèi)。為此，下殼(特別是利用法蘭)要么是直接安放在車身上，要么是往車身中置入相應(yīng)的保持件，下殼安放在所述保持件上。
[0020]優(yōu)選地，將高電壓蓄存器內(nèi)部的各構(gòu)件、特別是蓄能單元或蓄能模塊固定在下殼中。下殼又被直接固定在車輛中，因此車輛通過下殼直接