CN113678305A - 用于制造电池布置结构的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造电池布置结构(10)的方法，所述电池布置结构具有包括托盘底部(16)的电池托盘(14)和在电池托盘(14)中接纳的电池(12)，电池(12)在形成支承平面(24)的支承点上靠置在电池托盘(14)上并且在电池(12)装入电池托盘(14)中之前，为了至少部分地填充在朝向托盘底部(16)的电池底部(26)和托盘底部(16)之间的间隙，将导热膏涂敷到托盘底部(16)和/或电池底部(26)上。按照本发明设置为，在涂敷导热膏之前，至少在多个第一测量点上确定托盘底部(16)和支承平面(24)之间的距离并且将导热膏以依赖于托盘底部(16)和支承平面(24)之间的确定的距离的量涂敷到托盘底部(16)和/或电池底部(26)上。

Description

用于制造电池布置结构的方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造按照权利要求1的前序部分的电池布置结构的方法。
背景技术
用于电运行的机动车的电池必须存储大量的能量并且可以在短的时间内充电。尤其是在充电时，电池加热并且必须经常被冷却。为此目的，将冷却器连接到接纳电池的电池托盘上，所述冷却器将热量从电池托盘导出。电池的有效的冷却于是以此为前提，电池和电池托盘相互热耦合。为此目的，在电池和电池托盘之间的空腔以非常良好地导热的导热膏填充，所述导热膏将在电池中产生的热量导出至托盘，热量从所述托盘导出到冷却器中。为了实现尽可能良好的热传导，在电池底部和托盘底部之间的间隙必须尽可能大面积地以导热膏的从电池底部延伸至托盘底部的层填充。如果涂敷过少的导热膏，则热传导不足。然而涂敷过大的量的导热膏同样是不利的，因为导热膏非常昂贵。导热膏的要涂敷的量的确定附加地由此变得困难，即，托盘底部不是理想地光滑的并且具有制造公差。电池底部也可以基于制造公差具有不平度。
开头所述类型的方法由DE 10 2017 204 412 A1已知。在该方法中，比用于填充间隙需要的更多的填充材料施加到托盘底部上，以便确保电池底部的完全的润湿。这导致，在装入电池时，必须排出过量的材料。由DE 10 2018 005 234 A1已知一种用于制造电池布置结构的方法，其中，在托盘底部和电池底部之间的间隙的高度间接通过测量各个电池单体的高度确定。DE 10 2013 007 252 B3教导类似的解决方案。在那里所述的方法规定，导热膏涂敷到蓄能器的下侧上，而蓄能器以其上侧放置在定向面上。但定向面与托盘底部不具有关系。
发明内容
因此，本发明的任务是，这样进一步构成开头所述类型的方法，使得改善导热膏的涂敷。
该任务按照本发明通过具有权利要求1的特征的方法解决。本发明的有利的进一步构成是从属权利要求的主题。为了实施按照本发明的方法，优选考虑具有并列的权利要求16的特征的装置。
本发明基于如下思想，即，在涂敷导热膏之前探测托盘底部并且至少在多个第一测量点上测量在托盘底部和通过支承点形成的支承平面之间的距离，在所述支承点上，电池靠置在电池托盘上。支承点和借此支承平面在此假定为预给定的。如果电池底部假定为理想的平面，则在电池底部和托盘底部之间的间隙的宽度通过托盘底部与支承平面的在尽可能多的第一测量点上测量的距离确定。导热膏的涂敷然后依赖于托盘底部和支承平面之间的确定的距离进行，从而导热膏的较准确的计量是可能的。导热膏优选涂敷到托盘底部上。然而也可能的是，将导热膏涂敷到电池底部上并且将电池连同涂敷的导热膏装入电池托盘中。也可设想到托盘底部和电池底部上的分别部分的涂敷。
按照本发明的一种有利的进一步构成，在涂敷导热膏之前也至少在多个第二测量点上测量电池底部和支承平面之间的距离并且将导热膏以依赖于电池底部和支承面之间的测量的距离的量涂敷到托盘底部上。以这种方式也可以考虑电池底部的由制造引起的不平度并且将导热膏的涂敷的量与这些不平度适配。在此可能的是，在电池装入电池托盘中之后，为每个第一测量点配置竖直处于其上的第二测量点。在第一和第二测量点之间的区域中，可以然后涂敷具有如下高度的导热膏，所述高度在电池装入电池托盘中之后和必要时材料的压平之后对应于相应的第一和第二测量点(当该第二测量点竖直处于第一测量点之上时)之间的距离或在相应的第一测量点和在电池底部上的竖直处于第一测量点上方的点之间的大致例如通过插值确定的距离。
按照所述方法的一种实施形式，借助第一测量点和必要时借助第二测量点至少大致计算间隙的体积并且将导热膏以如下量涂敷到托盘底部上，所述量的体积对应于间隙的体积。在此可以此外考虑导热膏通过干燥或硬化过程的体积变化。
导热膏可以面状涂敷并且完全或几乎完全覆盖托盘底部或电池底部。然而优选的是，将导热膏以至少一个材料条的形式涂敷，其中，所述至少一个材料条不覆盖整个托盘底部或整个电池底部，并且所述至少一个材料条为了填充间隙在电池装入电池托盘中时在托盘底部和电池底部之间被压平。在此利用如下事实，即，导热膏在涂敷之后至少对于限定的时间是粘稠的。所述至少一个材料条的压平用于间隙的尽可能均匀的填充以及托盘底部或电池底部以导热膏的尽可能面状的覆盖。为了改善以导热膏的面状的覆盖，所述至少一个材料条适宜地在托盘底部或电池底部的角的区域中以比在中心更大的横截面涂敷。所述导热膏可以以蜿蜒曲折的或锯齿形的材料条的形式或短的材料条的形式涂敷，其中，后者可以缩短直至点状。然而也可能的是，将导热膏以多个彼此平行延伸的材料条的形式涂敷，其中，材料条的横截面优选沿横向于其纵向延伸的方向增加和/或减小。例如可以在中央涂敷较粗的材料条，所述材料条的材料在电池装入电池托盘中之后被向外挤压。但也可能的是，在一个边缘上沿着限定托盘底部的棱边涂敷具有大的横截面的材料条，而平行于其涂敷具有较小的横截面的材料条，其中，横截面优选沿从最先提到的材料条离开方向的减小。此外可能的是，材料条的横截面沿其纵向延伸的方向增加和/或减小，例如连续减小或首先增加至最大值并且然后减小。这尤其是在如下情况中是有利的，电池倾斜地装入电池托盘中，亦即以在电池底部和托盘底部之间的锐角，其中，电池这样装入，使得电池底部首先在最大的材料横截面的区域中放置并且将所述材料朝较小的材料横截面排挤。不同的条几何结构的组合也是可能的。此外，导热膏可以以彼此间隔设置的材料滴的形式涂敷到托盘底部和/或电池底部上。材料条和材料滴的组合也是可能的。
适宜地，电池具有至少两个彼此间隔设置的具有支承点的凸肩，电池以下侧的支承面放置在所述凸肩上。电池可以然后特别良好地相对于电池托盘确定地定位。
为了测量托盘底部和支承平面之间的距离，可以使用位置固定的测量传感器。但适宜地，探测托盘底部的测量传感器在托盘底部上沿着其运动。托盘底部的探测可以在与导热膏的涂敷在时间上分开实施的方法步骤中进行。然而也可能的是，测量传感器与将导热膏涂敷到托盘底部上的涂敷设备一起运动并且对底部在涂敷导热膏之前进行探测。测量传感器然后将托盘底部和支承平面之间的测量值或确定的距离直接发送给控制或调节设备，所述控制或调节设备控制或调节导热膏的涂敷。托盘底部的探测和导热膏的涂敷然后在一个工作流程中进行。在此可能的是，导热膏的从涂敷设备释放的体积流依赖于托盘底部和支承平面之间的确定的距离变化。适宜地，预定或测量和存储支承平面在空间中的位置并且测量传感器的测量值与支承平面在空间中的位置相关。
为了控制导热膏的涂敷，适宜地测量涂敷到托盘底部上的导热膏的轮廓并且将该轮廓与计算的理论值比较。这能够实现借助实际-理论值比较的事后的控制，从而可以评定，是否将适配的量的导热膏涂敷到托盘底部上。
按照本发明的涂敷装置具有可相对于托盘底部运动的涂敷喷嘴，测量传感器优选与所述涂敷喷嘴机械连接，从而测量传感器总是伴随着涂敷喷嘴运动。测量传感器在涂敷导热膏之前探测托盘底部并且设计用于确定至托盘底部的距离。此外控制或调节设备是涂敷装置的组成部分。所述控制或调节设备设计用于，确定在托盘底部上至少一定数量的第一测量点和支承平面的距离，所述支承平面由电池在电池托盘上的支承点形成(张开)。此外，控制或调节设备依赖于至少在第一测量点上测量的托盘底部与支承平面的距离控制或调节导热膏的由涂敷喷嘴释放的体积流，以便尽可能完全并且没有材料浪费地填充电池底部和托盘底部之间的间隙。
附图说明
接着借助在附图中示意性示出的实施例进一步解释本发明。其中：
图1示出电池布置结构在装配时的示意图；
图2a、2b、2c示出材料条的三个变型的按照第一实施例的俯视图；
图3a、3b、3c示出按照第二实施例的材料条的布置结构的俯视图和从不同的观察方向看的两个侧视图以及
图4a、4b、4c示出按照第三实施例的材料条的布置结构的俯视图和从不同的观察方向看的两个侧视图。
具体实施方式
在图1中示出的电池布置结构10被设定用作为在电运行的机动车中的蓄能器。该电池布置结构具有可充电的电池12和向上开口的用于接纳电池12的电池托盘14。电池托盘14具有托盘底部16和从托盘底部16向上伸出的、环绕的托盘壁18。在托盘底部16上彼此成距离对置地设置两个凸肩20，电池12在装配的状态中以下侧的支承面22放置在所述凸肩上。支承面22以及凸肩20分别形成(张开)参考平面，其中，所述参考平面在装配的状态中重合成通过支承点张开的支承平面24，电池12在所述支承点上靠置在电池托盘14上。
为了可以将热量从电池12导出至电池托盘14并且从电池托盘导出至未示出的冷却器，在电池12装入电池托盘14中之前，托盘底部16以导热膏涂敷，所述导热膏很大程度上填充在托盘底部16和朝向托盘底部16的电池底部26之间保留的间隙并且能够实现电池底部26至托盘底部16的良好的热传导。间隙的宽度由托盘底部16至支承平面24的距离和电池底部26至支承平面24的距离确定，其中，不仅托盘底部16而且电池底部26承受制造公差并且不是理想地平的。出于这个原因，在涂敷导热膏之前，借助测量传感器探测托盘底部16并且至少在多个第一测量点上确定托盘底部16与支承平面24的距离。此外，也借助测量传感器探测电池底部26，并且至少在一定数量的第二测量点上确定电池底部26与支承平面24的距离。涂敷的导热膏的量然后依赖于托盘底部16和电池底部26在第一或第二测量点上与支承平面24的确定的距离而变化，从而涂敷量的导热膏尽可能完全填充间隙，而尽可能不涂敷多余量的昂贵的导热膏。
按照图2a、b、c，导热膏以材料条28的形式涂敷到托盘底部16上，所述材料条在按照图2a的变型中具有锯齿形。在按照图2b的变型中，锯齿形这样改变，使得也在托盘底部16的在附图中在下面示出的角30中，基于附加地涂敷的朝角30方向延伸的部分焊道32足够地涂敷导热膏。在按照图2c的变型中，材料条28在俯视图中具有H形并且分别远地朝托盘底部16的四个角30方向延伸。
在按照图3a、3b、3c的实施例中，多个彼此平行延伸的材料条28涂敷到托盘底部16上。如由图3b可看出的，材料条28在中心具有最大的横截面，并且材料条28的横截面沿从中间的材料条28离开的方向连续减小。如由图3c可看出的，材料条28的横截面沿其纵向方向从其中心至端部连续减小。
在按照图4a、4b的实施例中，同样将多个彼此平行延伸的材料条28涂敷到托盘底部16上。按照图4b在左边的边缘上的材料条28在此具有最大的横截面，并且材料条28的横截面从该材料条28离开地连续减小，同样横截面也沿材料条28的纵向方向从一个端部至另一个端部连续减小(参考图4c)。
在电池12装入电池托盘14中时，在按照图2a、b、c和图3a、b、c的实施变型方案中，电池12以与托盘底部16大致平行延伸的电池底部26装入，并且当材料条28被压平时，导热膏从托盘底部16的中心至其边缘和角30排出。在按照图4a、b、c的实施变型方案中，电池12这样装入电池托盘14中，使得电池底部26首先相对于托盘底部16成锐角设置并且在具有较大的横截面的材料条28的区域中首先靠近托盘底部16设置，从而当电池底部26偏转直到相对于托盘底部16的最终平行的延伸时，导热膏从那里出发朝托盘底部16的中心方向并且超过其排出。一般地，电池12总是这样装入电池托盘14中，使得电池底部26首先在具有较大高度的涂敷的导热膏的区域中放置在所述导热膏上。
概括如下：本发明涉及用于制造电池布置结构10的方法，所述电池布置结构具有包括托盘底部16的电池托盘14和在电池托盘14中接纳的电池12，其中，电池12在形成支承平面24的支承点上靠置在电池托盘14上并且在电池12装入电池托盘14中之前，为了至少部分地填充朝向托盘底部16的电池底部26和托盘底部16之间的间隙，将导热膏涂敷到托盘底部16和/或电池底部26上。按照本发明设置为，在涂敷导热膏之前，至少在多个第一测量点上确定托盘底部16和支承平面24之间的距离并且将导热膏以依赖于托盘底部16和支承平面24之间的确定的距离的量涂敷到托盘底部16和/或电池底部26上。

Claims (16)

1.用于制造电池布置结构(10)的方法，所述电池布置结构具有包括托盘底部(16)的电池托盘(14)和在电池托盘(14)中接纳的电池(12)，电池(12)在形成支承平面(24)的支承点上靠置在电池托盘(14)上，并且在将电池(12)装入电池托盘(14)中之前，为了至少部分地填充在朝向托盘底部(16)的电池底部(26)和托盘底部(16)之间的间隙，将导热膏涂敷到托盘底部(16)和/或电池底部(26)上，其特征在于，在涂敷导热膏之前，至少在多个第一测量点上确定托盘底部(16)和支承平面(24)之间的距离并且将导热膏以依赖于在托盘底部(16)和支承平面(24)之间的确定的距离的量涂敷到托盘底部(16)和/或电池底部(26)上。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在涂敷导热膏之前至少在多个第二测量点上测量在电池底部(26)和支承平面(24)之间的距离并且将导热膏以依赖于在电池底部(26)和支承平面(24)之间的所测量的距离的量涂敷到托盘底部(16)和/或电池底部(26)上。
3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，在将电池(12)装入电池托盘(14)中之后，为每个第一测量点配置优选竖直地处于该第一测量点上方的第二测量点。
4.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，借助第一测量点和必要时借助第二测量点至少大致计算间隙的体积并且将导热膏以如下量涂敷到托盘底部(16)和/或电池底部(26)上，所述量的体积必要时在干燥或硬化过程后对应于间隙的体积。
5.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，将导热膏以至少一个材料条(28)的形式涂敷到托盘底部(16)和/或电池底部(26)上，所述至少一个材料条(28)不覆盖整个托盘底部(16)或整个电池底部(26)，并且将所述至少一个材料条(28)为了填充间隙在将电池(12)装入电池托盘(14)中时在托盘底部(16)和电池底部(26)之间压平。
6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，所述至少一个材料条(28)在托盘底部(16)和/或电池底部(26)的角(30)的区域中具有较大的横截面。
7.按照权利要求5或6所述的方法，其特征在于，将导热膏以至少一个锯齿形的材料条(28)的形式涂敷到托盘底部(16)和/或电池底部(26)上。
8.按照权利要求5至7之一所述的方法，其特征在于，将导热膏以多个彼此平行延伸的材料条(28)的形式涂敷到托盘底部(16)和/或电池底部(26)上，材料条(28)的横截面沿其纵向延伸的方向和/或沿横向于其纵向延伸的方向增加和/或减小。
9.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，将导热膏以彼此间隔设置的材料滴的形式涂敷到托盘底部(16)和/或电池底部(26)上。
10.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，电池托盘(14)具有至少两个彼此间隔设置的、具有支承点的凸肩(20)，电池(12)以下侧的支承面(22)靠置在所述凸肩上。
11.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，为了测量在托盘底部(16)和支承平面(24)之间的距离，探测托盘底部(16)的测量传感器在所述托盘底部(16)上沿着所述托盘底部运动。
12.按照权利要求11所述的方法，其特征在于，所述测量传感器与将导热膏涂敷到托盘底部(16)上的涂敷设备一起运动并且对托盘底部(16)在涂敷导热膏之前进行探测。
13.按照权利要求12所述的方法，其特征在于，依赖于在托盘底部(16)和支承平面(24)之间的所确定的距离改变导热膏的从涂敷设备释放的体积流。
14.按照权利要求11至13之一所述的方法，其特征在于，预定或测量和存储支承平面(24)在空间中的位置并且测量传感器的测量值与支承平面(24)在空间中的位置相关。
15.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，测量涂敷到托盘底部(16)上的导热膏的轮廓并且将该轮廓与计算出的理论值进行比较。
16.用于涂敷导热膏到电池托盘(14)的托盘底部(16)上的装置，所述电池托盘被设定用于接纳电池(12)，所述装置包括：能相对于托盘底部(16)运动的涂敷喷嘴；优选与涂敷喷嘴机械连接的用于在涂敷导热膏之前探测托盘底部(16)的测量传感器，所述测量传感器设计用于确定至托盘底部(16)的距离；以及控制或调节设备，所述控制或调节设备设计用于确定在托盘底部(16)上的至少一定数量的第一测量点与由电池(12)在电池托盘(14)上的支承点形成的支承平面(24)的距离并且依赖于至少在所述第一测量点上测量的托盘底部(16)与支承平面(24)的距离来控制或调节导热膏的由涂敷喷嘴释放的体积流。
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