车辆牵引电池组件的框架、车辆牵引电池组件、车辆和制造车辆牵引电池组件的框架的方法与流程

本公开涉及一种用于车辆的牵引电池组件的框架。所述框架至少包括第一梁部件和第二梁部件，其中所述第一梁部件和所述第二梁部件经由焊缝连接。本公开还涉及一种用于车辆的牵引电池组件。牵引电池组件包括框架。此外，本公开旨在提供一种包括牵引电池组件的车辆。此外，本公开旨在提供一种制造用于车辆的牵引电池组件的框架的方法。

背景技术：

1、这些车辆、牵引电池组件和框架是已知的。在本文中，框架实现了若干个功能。首先，框架支撑牵引电池组件的电池单体(battery cells)。此外，框架保护牵引电池组件的电池单体。如果包括牵引电池组件的车辆涉及碰撞，例如侧面碰撞，则尤其是这种情况。框架也可以用作车辆的结构部件。

2、考虑到上述所有功能，很明显，框架需要具有一定的机械稳定性。

技术实现思路

1、本公开的一个目的是改进已知的框架和电池组件。特别是，应增强这种框架和电池组件的机械稳定性。

2、本公开的主题至少部分地解决或缓解了该问题。

3、根据第一方面，提供了一种用于车辆的牵引电池组件的框架。该框架至少包括第一梁部件和第二梁部件。第一梁部件和第二梁部件经由焊缝连接。焊缝具有至少一个弯曲段。此外，焊缝是摩擦搅拌焊缝(friction stir weld seam)。焊缝是摩擦搅拌焊缝的事实使得焊缝在机械意义上特别稳定。换句话说，使用摩擦搅拌焊接能够产生高强度的焊缝。这至少部分是由于摩擦搅拌焊接仅产生相对小的热影响区或根本没有热影响区。此外，摩擦搅拌焊缝具有良好的密封性能。这是因为摩擦搅拌焊缝就要接合的零件的几何形状和公差而言是非常稳固的。此外，特别是与其他焊接技术相比，摩擦搅拌焊缝没有在焊缝中产生气孔的趋势。因此，如果将该框架用于牵引电池组件中，摩擦搅拌焊缝非常适合于密封牵引电池组件的内部，以便防止不希望的污染物例如水和湿气进入牵引电池组件的内部。根据本公开的摩擦搅拌焊缝具有至少一个弯曲段的事实意味着摩擦搅拌焊缝具有至少一个非直段。这允许摩擦搅拌焊缝适于第一梁部件和/或第二梁部件的几何形状。此外，使用具有弯曲截面部的焊缝能够使用一个连续焊缝，而不是多个较短的焊缝。这进一步增强了焊缝的密封性能和框架的机械稳定性。

4、注意，摩擦搅拌焊缝具有使得摩擦搅拌焊缝可以在视觉上区别于其他类型焊缝的特征外观。

5、在本公开中，梁部件被理解为细长构件，即在三维上延伸的构件，其中在一个维度上的延伸基本上大于在其余两个维度上的延伸。在一个示例中，一个方向上的延伸是其余两个维度上的延伸的至少十倍。最大延伸的方向可以称为梁方向或梁部件的长度方向。

6、此外，一段焊缝应理解为一个焊缝的一部分。因此，一段焊缝不能理解为单独的焊缝本身。

7、在一个示例中，焊缝的弯曲段形成为圆弧的一部分。

8、根据另一示例，包括弯曲段的焊缝可以布置在一个单个平面中，其中该单个平面与框架的单个平面表面(即所述组件的包括第一梁部件和第二梁部件的单个平面表面)的一部分重合。在这种情况下，摩擦搅拌焊接工具(即摩擦搅拌柱塞或简单地说柱塞)的取向可以在摩擦搅拌焊接过程中保持基本恒定。摩擦搅拌焊接工具的取向可以由摩擦搅拌焊接工具的旋转轴线表示。因此，当生成摩擦搅拌焊缝时，摩擦搅拌焊接工具沿着要生成的摩擦搅拌焊缝平移，而不改变旋转轴线的方向。

9、附加地或替代地，焊缝的弯曲段可以连接焊缝的两个部分，其中焊缝的每个部分布置在框架的一个平面表面的一部分上，即组件的包括第一梁部件和第二梁部件的一个平面的一部分上。在这种情况下，所述平面彼此分离，即平面不重合。因此，在摩擦搅拌焊接过程中，需要改变摩擦搅拌焊接工具(即摩擦搅拌焊接柱塞)的取向。摩擦搅拌焊接工具的取向可以再次由摩擦搅拌焊接工具的旋转轴线表示。因此，当生成摩擦搅拌焊缝时，摩擦搅拌焊接工具沿着要生成的摩擦搅拌焊缝平移，其中至少暂时改变旋转轴线的方向。在这种情况下，可以生成围绕拐角部的摩擦搅拌焊缝。由于摩擦搅拌焊接工具沿着超过单个平面中二维平移的轴线或绕该轴线移动，因此这样的摩擦搅拌焊接过程可以被称为三维摩擦搅拌焊接过程。

10、在本公开的上下文中，经由摩擦搅拌焊缝连接的第一梁部件和第二梁部件的部分可以是适于可靠地连结第一梁部件和第二梁部件的任何构造。例如，要连接的第一梁部件和第二梁部件的部分可以形成对接接头、搭接接头、角接头、边缘接头或t型接头。

11、根据一个示例，第一梁部件沿着第一梁方向延伸，并且第二梁部件沿着第二梁方向延伸。焊缝的至少一部分沿着垂直于第一梁方向和第二梁方向的方向延伸。在本文中，第一梁方向应理解为第一梁部件的最大延伸的方向。类似地，第二梁方向应理解为第二梁部件的最大延伸的方向。最大延伸还可以分别与第一梁部件和第二梁部件的长度方向相关联。使用沿着垂直于第一梁方向和第二梁方向二者的方向延伸的焊缝允许以稳定的方式连接第一梁部件和第二梁部件。为此，不需要中间部分。

12、在一个示例中，第一梁部件和第二梁部件中的至少一个包括至少一个圆化边缘。焊缝与所述至少一个圆化边缘交叉。更准确地说，焊缝的弯曲段与所述至少一个圆化边缘交叉。在特殊情况下，第一梁部件和第二梁部件分别包括圆化边缘。第一梁部件的圆化边缘和第二梁部件的圆化边缘可以彼此相邻地定位。在所有这些构造中，焊缝的弯曲段可以连接焊缝的两个部分，其中焊缝的每个部分布置在框架的一个平面表面的一部分上，即组件的包括第一梁部件和第二梁部件的一个平面表面的一部分上。这意味着一个连续的焊缝可以围绕框架的拐角延伸。因此，第一框架部件和第二框架部件以特别稳定的方式连接。此外，围绕拐角延伸的焊缝就其密封性能而言特别有利，因为可以可靠地避免拐角部区域的泄漏。

13、在一个示例中，第一梁部件和第二梁部件中的至少一个包括至少两个圆化边缘。焊缝横穿至少两个圆化边缘。更准确地说，焊缝的第一弯曲段横穿所述至少两个圆化边缘中的一个，焊缝的第二弯曲段横穿所述至少两个圆化边缘中的另一个。在特殊情况下，第一梁部件和第二梁部件都包括两个圆化边缘。第一梁部件的圆化边缘和第二梁部件的圆化边缘彼此相邻。在所有这些构造中，焊缝的弯曲段可连接焊缝的三个部分，其中焊缝的每个部分布置在框架的一个平面表面的一部分上，即组件的包括第一梁部件和第二梁部件的一个平面表面的一部分上。这意味着一个连续的焊缝可以围绕框架的两个拐角部延伸。因此，第一框架部件和第二框架部件以特别稳定的方式连接。此外，围绕两个拐角部延伸的焊缝就其密封性能而言是特别有利的，因为可以可靠地避免拐角部区域的泄漏。

14、根据一个示例，焊缝是连续焊缝。这意味着焊缝以不间断的方式生成。此外，焊缝连续的事实增强了焊缝的密封性能。

15、在一个示例中，焊缝包括至少两个焊缝段，其中所述至少两个焊缝段至少部分交叠。由于交叠，在所述至少两个焊缝段相交的区域中确保了焊缝的良好密封性能。因此，在这样的构造中也提供了良好的密封性能。

16、与焊缝的一部分相反，焊缝段应理解为形成较大焊缝或焊缝装置的一部分的相对较小或较短的焊缝。因此，焊缝段可以被认为是这样的焊缝。

17、在一个示例中，焊缝布置在框架的外侧。在本文中，框架的不面向框架其他部分的所有侧面都被认为是外侧。与此相反，面向框架其他部分的框架的侧面被认为是框架的内侧。框架的外侧例如包括侧向外侧、顶部外侧和底部外侧。框架的外侧很容易被摩擦搅拌焊接工具接触到。因此，焊缝可以以简单的方式生成。

18、在一个示例中，第一梁部件和第二梁部件经由粘合剂部件连接。因此，第一梁部件和第二梁部件经由摩擦搅拌焊缝和粘合剂部件两者连接。这种连接在机械上非常稳定。除此之外，粘合剂部件可以可选地提供密封功能，使得粘合剂部件也增强密封性能。

19、在一个示例中，粘合剂部件布置在框架的内侧。如前所述，框架的面向框架其他部分的所有侧面都被认为是内侧。在将粘合剂部件布置在框架的内侧并且将摩擦搅拌焊缝布置在框架的外侧的示例中，排除了摩擦搅拌焊缝和粘合剂部件的不希望的干涉。此外，也从机械的角度来看，在内侧和外侧连接梁部件形成框架，导致特别稳定的框架。

20、在一个示例中，第一梁部件和第二梁部件中的一个是纵向梁部件，并且第一梁部件和第二梁部件中的一个是横向梁部件。在本文中，纵向和横向指的是框架可以布置在其中的车辆的方向。但是，同样在框架没有安装在车辆中的情况下，本领域技术人员能够看到框架的哪个梁部件是纵向梁部件，框架的哪个梁部件是横向梁部件。通常，纵向梁部件比横向梁部件长。

21、在一个示例中，框架是车辆的结构地板部件。因此，框架实现至少两个功能。第一功能是支撑牵引电池组件的部件并保护这些部件。第二功能涉及为车辆提供机械稳定性。使用框架作为车辆的结构地板部件避免了车辆中牵引电池组件的双重结构。在本文中，包括这种框架的牵引电池组件可以被称为结构电池组件。避免双重结构释放了车辆地板区域的空间。该空间可以例如用于额外的电池单体，从而提高车辆的行驶里程。

22、根据第二方面，提供了一种用于车辆的牵引电池组件。牵引电池组件包括根据本公开的框架和布置在框架内的至少一个电池单体。所述至少一个电池单体经由粘合剂部件连接到第一梁部件和/或第二梁部件。因此，所述至少一个电池单体和框架以机械稳定的方式连接。这具有牵引电池组件机械稳定的效果，因此能够用作结构电池组件。此外，以机械稳定的方式连接电池单体和框架也增强了牵引电池组件的抗碰撞性。

23、根据第三方面，提供了一种包括本公开的牵引电池组件的车辆。牵引电池组件是车辆的结构地板部件。如前所述，使用牵引电池组件作为结构地板部件避免了双重结构，从而释放了车辆地板区域中的空间。该空间能够用于额外的电池单体，从而提高车辆的行驶里程。可选地，释放的空间当然也可以用于车辆的其他部件。

24、根据第四方面，提供了一种用于制造用于车辆的牵引电池组件的框架的方法。该方法包括：

25、-提供至少第一梁部件和第二梁部件，以及

26、-经由具有至少一个弯曲段的摩擦搅拌焊缝连接所述第一梁部件和所述第二梁部件。

27、如前所述，摩擦搅拌焊缝在机械意义上特别稳定。换句话说，使用搅拌摩擦焊接，能够生成高强度的焊缝。这至少部分是由于摩擦搅拌焊接仅产生相对较小的热影响区或根本没有热影响区。此外，摩擦搅拌焊缝具有良好的密封性能。这是因为摩擦搅拌焊接就要接合的零件的几何形状和公差而言是非常稳固的。此外，特别是与其他焊接技术相比，摩擦搅拌焊接没有在焊缝中产生气孔的趋势。因此，如果框架使用在牵引电池组件中，摩擦搅拌焊缝非常适合于紧密密封牵引电池组件的内部。摩擦搅拌焊缝具有至少一个弯曲段的事实意味着摩擦搅拌焊缝具有至少一个非直段。这允许摩擦搅拌焊缝适于第一梁部件和/或第二梁部件的几何形状。此外，使用具有弯曲段的焊缝允许具有一个连续焊缝，而不是多个较短的焊缝。这进一步增强了焊缝的密封性能和框架的机械稳定性。

28、注意，使用根据本公开的方法制造的框架可以是根据本公开的框架。

29、在一个示例中，该方法还包括经由粘合剂组件连接第一梁部件和第二梁部件。因此，第一梁部件和第二梁部件经由摩擦搅拌焊缝和粘合剂部件两者连接。这种连接在机械上非常稳定。除此之外，粘合剂组件可以可选地提供密封功能，使得粘合剂组件也增强密封性能。

30、根据一个示例，摩擦搅拌焊接工具可以连接到工业机器人。使用工业机器人，摩擦搅拌焊接工具可以容易地在三维空间中取向。因此，这种构造特别适合于生成摩擦搅拌焊缝的弯曲段。

31、应当注意，上述实例可以相互结合，而不考虑所涉及的方面。

32、本公开的这些和其他方面将从下文描述的实施例中变得明显并参照下文描述的实施例进行阐明。