DE102008034889B4 - Battery with a arranged in a battery housing heat conducting plate for temperature control of the battery and method for producing a battery - Google Patents

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Abstract

Batterie (1) mit einer in einem aus einem Gehäuseoberteil (2.1) und einem Gehäuseunterteil (2.3) gebildeten Batteriegehäuse (2) angeordneten Wärmeleitplatte (5) zum Temperieren der Batterie (1), wobei mehrere elektrisch parallel und/oder seriell miteinander verschaltete Einzelzellen (4) Wärme leitend mit der Wärmeleitplatte (5) verbunden sind und zumindest ein elektronisches Bauelement als eine gekapselte elektronische Baueinheit (6) ausgebildet ist, die in dem Batteriegehäuse (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Gehäuseteile (2.1 oder 2.3) des Batteriegehäuses (2) eine Einfüllöffnung (8) zum Einfüllen eines Isolationsmittels aufweist und dass im Gehäuseinneren der Batterie (1) angeordnete Komponenten mit einer Schicht des Isolationsmittels überzogen sind.Battery (1) with a heat conducting plate (5) arranged in a battery housing (2) formed from an upper housing part (2.1) and a lower housing part (2.3) for controlling the temperature of the battery (1), with several individual cells ( 4) are connected to the heat conducting plate (5) in a thermally conductive manner and at least one electronic component is designed as an encapsulated electronic component (6) which is arranged in the battery housing (2), characterized in that one of the housing parts (2.1 or 2.3) of the battery housing (2) has a filling opening (8) for filling in an insulating agent and that components arranged inside the housing of the battery (1) are coated with a layer of the insulating agent.

Description

Die Erfindung betrifft eine Batterie mit einer in einem Batteriegehäuse angeordneten Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung einer Batterie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.The invention relates to a battery having a heat conducting plate arranged in a battery housing for tempering the battery according to the preamble of claim 1 and a method for producing a battery according to the preamble of claim 12.

Üblicherweise werden Batterien, insbesondere Hochleistungsbatterien für Mild-Hybrid-Antriebe, gekühlt, um eine entstehende Verlustwärme abzuführen. Die Kühlung wird häufig, insbesondere aus Bauraumgründen, durch die Fahrzeugklimaanlage realisiert. Dabei wird ein Kältemittel der Fahrzeugklimaanlage durch eine mit Kühlkanälen versehene Wärmeleitplatte (auch Kühlplatte oder Verdampferplatte genannt) geleitet und gibt eine gespeicherte Kälte an diese ab. Eine Anbindung der Wärmeleitplatte an Einzelzellen der Batterie erfolgt z. B. über Wärmeleitfolie oder Vergussmasse.Usually, batteries, especially high-performance batteries for mild hybrid drives, cooled to dissipate heat loss. The cooling is often, especially for reasons of space, realized by the vehicle air conditioning. In this case, a refrigerant of the vehicle air conditioning system is passed through a heat-conducting plate provided with cooling channels (also called a cooling plate or evaporator plate) and delivers a stored cold to it. A connection of the heat conducting plate to individual cells of the battery is z. B. over heat conducting foil or potting compound.

Aus der DE 10 2007 063 178 A1 ist eine Batterie mit einem Batteriegehäuse und einer Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie bekannt, wobei die Batterie mehrere parallel und/oder seriell miteinander verschaltete Einzelzellen aufweist, die Wärme leitend mit der Wärmeleitplatte verbunden sind, wobei die Wärmeleitplatte im Bereich der Pole der Einzelzellen Bohrungen und/oder Einschnitte aufweist, in oder durch welche die Pole hinein- bzw. hindurchragen. Die Einzelzellen sind über die zugehörigen Pole mittels einer vorgespannten Verbindung von in oder auf den Polen form- und kraftschlüssig angeordneten Befestigungsmitteln jeweils an der Wärmeleitplatte befestigt.From the DE 10 2007 063 178 A1 a battery with a battery housing and a heat conducting plate for tempering the battery is known, wherein the battery has a plurality of parallel and / or serially interconnected single cells, the heat conductively connected to the heat conducting plate, wherein the heat conducting plate in the region of the poles of the individual cells bores and / or incisions into or through which the poles penetrate into or through. The individual cells are attached via the associated poles by means of a prestressed connection of in or on the poles positively and non-positively arranged fastening means in each case on the heat conducting plate.

Da sich ein Batteriegehäuse konstruktionsbedingt häufig nicht vollständig dicht ausführen lässt, kann es durch Außenluftdruckschwankungen und eine Ausdehnung der Luft im Gehäuseinneren bei Temperaturschwankungen zu einem Luftaustausch mit der Umgebung kommen. Besonders an kalten Bauteilen der Batteriekühlung kann sich dabei Kondenswasser bilden. Dieses kann zu Kurzschlüssen und zu elektrochemischer Korrosion führen.Due to the design of a battery housing often can not run completely tight, it can come by external air pressure fluctuations and an expansion of the air inside the housing in temperature fluctuations to an exchange of air with the environment. Especially on cold components of the battery cooling can form condensation. This can lead to short circuits and electrochemical corrosion.

Deshalb ist aus der DE 10 2007 063 178 A1 weiterhin bekannt, innerhalb des Batteriegehäuses in dem Zwischenraum zwischen der Wärmeleitplatte und den Einzelzellen sowie zwischen den Einzelzellen eine elektrisch isolierende und wärmeleitfähige Vergussmasse und/oder einen elektrisch isolierenden sowie wärmeleitfähigen Schaum anzuordnen. Nachteilig ist jedoch, dass eine Wärmeausdehnung der Vergussmasse oder des Schaumes zu mechanischen Beschädigungen der empfindlichen Einbauteile der Batterie führen kann.That is why out of the DE 10 2007 063 178 A1 Furthermore, it is known to arrange an electrically insulating and thermally conductive potting compound and / or an electrically insulating and heat-conductive foam within the battery housing in the intermediate space between the heat-conducting plate and the individual cells and between the individual cells. The disadvantage, however, is that a thermal expansion of the potting compound or the foam can lead to mechanical damage to the sensitive components of the battery.

Weiterhin ist eine Abschirmung sämtlicher korrosionsgefährdeter Einbauteile der Batterie mittels Vergussmasse, wie beispielsweise aus der DE 40 13 269 A1 bekannt, oder elektrisch isolierendem sowie wärmeleitfähigem Schaum nur mit einem relativ großen Aufwand umsetzbar. Außerdem entstehen durch eine große erforderliche Menge der einzusetzenden Vergussmasse oder des Schaumes hohe Kosten und/oder ein hohes Gewicht der Batterie. Ventingkanäle, welche einer Abführung eines entstehenden Gases bei platzenden Einzelzellen dienen, sind nur schwer darzustellen. Derartige Teilvergüsse des Moduls eines Batteriemanagement-Systems und des Zellblocks vor der Montage der Batterie haben zudem den Nachteil, dass die elektrischen Verbindungen zwischen den Teilen weiterhin ungeschützt sind.Furthermore, a shield of all corrosion-prone fitting parts of the battery by means of potting compound, such as from DE 40 13 269 A1 known, or electrically insulating and thermally conductive foam can be implemented only with a relatively large effort. In addition, caused by a large amount required to be applied potting compound or foam high cost and / or high weight of the battery. Venting channels, which serve to remove a gas produced in bursting single cells, are difficult to represent. Such Teilvergüsse the module of a battery management system and the cell block before mounting the battery also have the disadvantage that the electrical connections between the parts are still unprotected.

Zur Überwindung dieser Nachteile sind aus der DE 10 2008 010 808 A1 eine Batterie mit einer in einem Batteriegehäuse angeordneten Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie und ein Verfahren zur Herstellung einer Batterie bekannt. Dabei sind im Gehäuseinneren der Batterie angeordnete Komponenten mit einer gemeinsamen Schutzschicht zumindest teilweise oder weitgehend vollständig versehen, welche in dem Verfahren zur Herstellung der Batterie vor der Endmontage der Batterie insbesondere mittels eines Tauchvorganges und/oder Spritzvorganges aufgebracht wird. Die Schutzschicht ist kann dabei aus einem elektrisch isolierenden und/oder wärmeleitfähigen Material, insbesondere aus einem Lack und/oder aus Silikon gebildet sein.To overcome these disadvantages are from the DE 10 2008 010 808 A1 a battery with a arranged in a battery housing heat conducting plate for temperature control of the battery and a method for manufacturing a battery known. In this case, components arranged inside the housing of the battery are at least partly or substantially completely provided with a common protective layer, which is applied in the method for producing the battery prior to final assembly of the battery, in particular by means of a dipping process and / or spraying process. The protective layer may be formed from an electrically insulating and / or thermally conductive material, in particular from a lacquer and / or silicone.

Nachteilig ist jedoch, dass durch das Batteriegehäuse führende Anschlüsse zur elektrischen Anbindung bzw. Steuerung der Batterie und/oder zur Versorgung der Wärmeleitplatte mit einem Kühlmedium bei dem Tauchvorgang nicht erfasst werden, da diese nicht am Zellverbund vor Einführung dieses in das Batteriegehäuse anordbar sind.The disadvantage, however, that are not detected by the battery case leading connections for electrical connection or control of the battery and / or supply the heat conduction with a cooling medium in the dipping process, as these are not on the cell assembly before introducing this can be arranged in the battery case.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Batterie mit einer in einem Batteriegehäuse angeordneten Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie und ein Verfahren zur Herstellung einer Batterie anzugeben, welche insbesondere die im Stand der Technik aufgeführten Nachteile überwinden.The invention is therefore based on the object to provide an improved battery with a arranged in a battery housing heat conducting plate for temperature control of the battery and a method for producing a battery, which overcome in particular the disadvantages listed in the prior art.

Hinsichtlich der Batterie mit einer in einem Batteriegehäuse angeordneten Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Hinsichtlich des Verfahrens zur Herstellung einer Batterie wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 12 angegebenen Merkmale gelöst.With regard to the battery with a arranged in a battery housing heat conduction plate for temperature control of the battery, the object is achieved by the features specified in claim 1. With regard to the method for producing a battery, the object is achieved by the features specified in claim 12.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Bei der erfindungsgemäßen Batterie mit einer in einem Batteriegehäuse angeordneten Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie sind mehrere elektrisch parallel und/oder seriell miteinander verschaltete Einzelzellen Wärme leitend mit der Wärmeleitplatte verbunden und zumindest ein elektronisches Bauelement ist als eine gekapselte elektronische Baueinheit ausgebildet, die in dem Batteriegehäuse angeordnet ist. Erfindungsgemäß weist das Batteriegehäuse eine Einfüllöffnung zum Einfüllen eines Isolationsmittels auf. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, nach einer vollständigen Montage der Batterie im Gehäuseinneren der Batterie befindliche Komponenten, einschließlich durch das Batteriegehäuse führende Anschlüsse, mit einer Schicht des Isolationsmittels zu versehen, um die Komponenten vor Feuchtigkeit zu schützen.In the battery according to the invention with a arranged in a battery housing heat conduction plate for temperature control of the battery a plurality of electrically parallel and / or serially interconnected individual cells heat conductively connected to the heat conduction and at least one electronic component is formed as a sealed electronic assembly disposed in the battery housing is. According to the invention, the battery housing has a filling opening for filling an insulating means. Thereby, it is advantageously possible, after complete installation of the battery in the housing interior of the battery located components, including provided by the battery housing connections, to provide with a layer of the insulating means to protect the components from moisture.

Die Batterie ist insbesondere eine Fahrzeugbatterie, z. B. eine Batterie für ein Fahrzeug mit Hybridantrieb oder ein Brennstoffzellen-Fahrzeug. Um ein möglichst geringes Gewicht der Batterie zu erreichen und somit einen geringen Kraftstoff- bzw. Energieverbrauch des Fahrzeuges zu erzielen, ist das Isolationsmittel ein Lack, Silikon, Kunststoff und/oder ein Isolationsmittel auf Latex-Basis, so dass möglichst dünne Schichten erzielbar sind. Durch diese dünnen Schichten werden weiterhin Schädigungen der Komponenten der Batterie, welche durch Wärmeausdehnungen hervorgerufen werden, sicher vermieden. Weiterhin besteht stets die Möglichkeit, das Batteriegehäuse beispielsweise bei einem Defekt einer Komponente zu öffnen, um die defekte Komponente auszutauschen. Das Isolationsmittel ist neben der feuchtigkeitsdichten Ausbildung weiterhin vorzugsweise wärmeleitfähig und elektrisch isolierend ausgebildet.The battery is in particular a vehicle battery, z. As a battery for a hybrid vehicle or a fuel cell vehicle. In order to achieve the lowest possible weight of the battery and thus to achieve a low fuel or energy consumption of the vehicle, the insulating agent is a lacquer, silicone, plastic and / or a latex-based insulation, so that very thin layers can be achieved. Through these thin layers continue to damage the components of the battery, which are caused by thermal expansion, safely avoided. Furthermore, there is always the possibility to open the battery case, for example, in case of a defect of a component to replace the defective component. In addition to the moisture-proof formation, the insulating agent is furthermore preferably thermally conductive and electrically insulating.

Zum Verschließen der Einfüllöffnung ist ein Verschlusselement vorgesehen, wobei es sich in einer Weiterbildung der Erfindung bei dem Verschlusselement vorzugsweise um einen Verschlussstopfen handelt, so dass der Verschluss der Einfüllöffnung einfach, zuverlässig und kostengünstig realisierbar ist.For closing the filling opening, a closure element is provided, wherein in a further development of the invention the closure element is preferably a sealing stopper so that the closure of the filling opening can be realized simply, reliably and inexpensively.

Das Verschlusselement ist weiterhin mittels einer kraft-, stoff- und/oder formschlüssigen Verbindung an und/oder in der Einfüllöffnung befestigbar, wobei die kraft-, stoff- und/oder formschlüssige Verbindung bei einem vorgebbaren Druck lösbar ausgebildet ist. Dadurch ist es möglich, die mittels des Verschlusselementes verschlossene Einfüllöffnung als eine Druckabbauöffnung, eine so genannte Ventingöffnung, zu verwenden.The closure element can furthermore be fastened to and / or in the filling opening by means of a non-positive, material and / or positive connection, wherein the force, substance and / or positive connection is detachably formed at a predeterminable pressure. This makes it possible to use the filling opening closed by means of the closure element as a pressure reduction opening, a so-called vent opening.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das Batteriegehäuse mit Aussparungen versehen, durch welche Anschlusselemente der Wärmeleitplatte, z. B. Kühlkanalanschlüsse, und/oder der gekapselten elektronischen Baueinheit, z. B. ein Hochvoltstecker, nach außen ragen. Durch das Einbringen des Isolationsmittels nach der vollständigen Montage der Batterie, werden neben den Komponenten im Gehäuseinneren auch die Gehäuseinnenwände des Batteriegehäuses mit dem Isolationsmittel überzogen, so dass auch Undichtigkeiten zwischen den Durchführungen und den Anschlusselementen abgedichtet werden.According to one embodiment of the invention, the battery case is provided with recesses through which connection elements of the heat conducting plate, for. B. cooling duct connections, and / or the encapsulated electronic assembly, z. B. a high-voltage connector, protrude to the outside. By introducing the insulating means after the complete installation of the battery, in addition to the components in the housing interior and the housing inner walls of the battery case are coated with the insulating means, so that leaks between the bushings and the connection elements are sealed.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung der Batterie mit der in einem Batteriegehäuse angeordneten Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie werden mehrere elektrisch parallel und/oder seriell miteinander verschaltete Einzelzellen Wärme leitend mit der Wärmeleitplatte verbunden und zumindest ein als eine gekapselte elektronische Baueinheit ausgebildetes elektronisches Bauelement in dem Batteriegehäuse angeordnet. Erfindungsgemäß wird nach einer Endmontage der Batterie durch eine Einfüllöffnung im Batteriegehäuse ein Isolationsmittel eingefüllt, die Einfüllöffnung zumindest zeitweise verschlossen und die Batterie um mehrere Achsen geschwenkt. Neben den bereits erwähnten Vorteilen, die sich aus dem Einfüllen des Isolationsmittels erst nach der vollständigen Montage der Batterie ableiten, ist durch das Schwenken um mehrere Achsen eine gleichmäßige und vorzugsweise dünne Schicht des Isolationsmittels und ein vollständiger Schutz der Komponenten im Gehäuseinneren vor Feuchtigkeit erzielbar.In the method according to the invention for producing the battery with the heat-conducting plate arranged in a battery housing for tempering the battery, a plurality of electrically parallel and / or series-connected individual cells are heat-conductively connected to the heat-conducting plate and at least one electronic component in the battery housing designed as an encapsulated electronic component arranged. According to the invention, after a final assembly of the battery through an inlet opening in the battery housing, an insulating agent is introduced, the filling opening closed at least temporarily and the battery pivoted about a plurality of axes. In addition to the advantages already mentioned, which derive from the filling of the insulation means only after the complete installation of the battery, a uniform and preferably thin layer of the insulating agent and a complete protection of the components inside the housing from moisture can be achieved by pivoting about several axes.

Um eine schnelle Trocknung des Isolationsmittels zu erreichen, wird die Batterie erwärmt und/oder dem Gehäuseinneren wird durch die Einfüllöffnung getrocknete und/oder erwärmte Luft zugeführt. Nach der Trocknung des Isolationsmittels wird die Einfüllöffnung dauerhaft kraft-, stoff- und/oder formschlüssigen verschlossen, um einen Schutz vor eindringenden Fremdstoffen zu erreichen.In order to achieve rapid drying of the insulating means, the battery is heated and / or the housing interior is supplied through the filling opening dried and / or heated air. After drying of the insulating agent, the filling opening is permanently closed in a force, material and / or positive-locking manner in order to achieve protection against the penetration of foreign substances.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

Dabei zeigen:Showing:

1 schematisch eine Explosionsdarstellung einer Batterie, 1 schematically an exploded view of a battery,

2 schematisch eine Schnittdarstellung der Batterie gemäß 1, und 2 schematically a sectional view of the battery according to 1 , and

3 schematisch eine perspektivische Ansicht der Batterie gemäß 1. 3 schematically a perspective view of the battery according to 1 ,

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

Die 1, 2 und 3 zeigen eine Batterie 1 in einer Explosionsdarstellung, einer Schnittdarstellung bzw. einer perspektivischen Ansicht. Im Folgenden werden anhand aller Figuren Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Batterie 1 und anhand dieser Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der Batterie 1 näher beschrieben.The 1 . 2 and 3 show a battery 1 in an exploded view, a sectional view or a perspective view. In the following, with reference to all figures embodiments of the battery according to the invention 1 and with reference to these embodiments of the inventive method for manufacturing the battery 1 described in more detail.

Bei der Batterie 1 handelt es sich insbesondere um eine Fahrzeugbatterie, z. B. eine Batterie 1 für ein Fahrzeug mit Hybridantrieb oder ein Brennstoffzellen-Fahrzeug.At the battery 1 it is in particular a vehicle battery, z. B. a battery 1 for a hybrid vehicle or a fuel cell vehicle.

Die Batterie 1 umfasst dabei ein dreiteiliges Batteriegehäuse 2, welches aus einem Gehäuseoberteil 2.1, einem Gehäusemittelteil 2.2 und einem Gehäuseunterteil 2.3 gebildet ist. Das Gehäuseoberteil 2.1 und das Gehäuseunterteil 2.3 sind mittels mehrerer Schrauben 3 an dem Gehäusemittelteil 2.2 befestigt. Es können jedoch auch andere Befestigungsmittel oder -verfahren zum Verschluss des Batteriegehäuses 2 angewendet werden. Weiterhin kann das Batteriegehäuse 2 auch zwei- oder mehrteilig ausgebildet sein.The battery 1 includes a three-piece battery case 2 , which consists of an upper housing part 2.1 , a middle part of the housing 2.2 and a housing lower part 2.3 is formed. The upper housing part 2.1 and the lower housing part 2.3 are by means of several screws 3 on the housing middle part 2.2 attached. However, other fastening means or methods may be used to close the battery housing 2 be applied. Furthermore, the battery case 2 also be formed in two or more parts.

In dem Batteriegehäuse 2 ist ein aus mehreren elektrisch in Reihe und/oder parallel verschalteten Einzelzellen 5 gebildeter Zellverbund angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Einzelzellen 5 Rundzellen, wobei die Einzelzellen 4 in nicht näher dargestellten Weiterbildungen der Erfindung auch Flachzellen oder Zellen mit anderen Formen sein können.In the battery case 2 is one of several electrically connected in series and / or parallel single cells 5 formed cell composite arranged. In the illustrated embodiment of the invention, the individual cells 5 Round cells, where the single cells 4 in non-illustrated embodiments of the invention may also be flat cells or cells with other shapes.

Bei den Einzelzellen 4 kann es sich beispielsweise um Lithium-Ionen-Zellen handeln, welche in ihrem Betrieb eine Verlustwärme erzeugen, die abgeführt werden muss. Aus diesem Grund ist der Zellverbund Wärme leitend mit einer Wärmeleitplatte 5 verbunden, welche zumindest einen Kühlkanalanschluss 5.1 zur Einbindung der Wärmeleitplatte 5 in einen nicht näher dargestellten Kühlkreislauf, z. B. einen Kältemittelkreislauf einer Fahrzeug-Klimaanlage, aufweist und somit mit einem Kühlmittel durchströmbar ist. Zwischen der Wärmeleitplatte 5 und dem Zellverbund kann zusätzlich eine nicht näher dargestellte Wärmeleitfolie und/oder eine Vergussmasse angeordnet bzw. eingebracht sein, um einen verbesserten Wärmeübergang zwischen den Einzelzellen 4 und der Wärmeleitplatte 5 zu erzeugen.In the single cells 4 they may, for example, be lithium-ion cells which generate a loss of heat in their operation which has to be dissipated. For this reason, the cell composite is heat conducting with a heat conducting plate 5 connected, which at least one cooling channel connection 5.1 for integration of the heat conducting plate 5 in a cooling circuit, not shown, for. B. a refrigerant circuit of a vehicle air conditioner, and thus can be flowed through with a coolant. Between the heat conducting plate 5 and the cell composite may additionally be arranged or introduced a heat conducting foil and / or a potting compound not shown in detail, in order to achieve improved heat transfer between the individual cells 4 and the heat conducting plate 5 to create.

Zur Durchführung des Kühlkanalanschlusses 5.1 durch das Batteriegehäuse 2 weist die Gehäuseunterseite 2.3 eine Aussparung A1 auf, wobei zwischen der Aussparung A1 und dem Kühlkanalanschluss 5.1 nicht näher dargestellte Dichtungselemente angeordnet sein können.For carrying out the cooling duct connection 5.1 through the battery case 2 has the bottom of the housing 2.3 a recess A1, wherein between the recess A1 and the cooling channel connection 5.1 Not shown sealing elements can be arranged.

Aus Lithium-Ionen-Zellen bestehende Lithium-Ionen-Hochvolt-Batterien benötigen eine spezielle Elektronik, welche eine Zellspannung der Einzelzellen 4 überwacht und korrigiert, ein Batteriemanagementsystem, welches insbesondere eine Leistungsaufnahme und -abgabe der Batterie 1 steuert (= Batteriesteuerung), und Sicherungselemente, welche bei Fehlfunktionen der Batterie 1 eine sichere Abtrennung dieser von einem elektrischen Netz durchführen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind elektronische Bauelemente der Zellspannungsüberwachung, der Batteriesteuerung und/oder Sicherungselemente als eine gekapselte elektronische Baueinheit 6 ausgebildet, welche oberseitig und elektrisch isoliert auf dem Zellverbund angeordnet ist.Li-ion high-voltage batteries consisting of lithium-ion cells require special electronics which have a cell voltage of the individual cells 4 monitors and corrects, a battery management system, which in particular a power consumption and delivery of the battery 1 Controls (= battery control), and fuse elements, which in case of malfunction of the battery 1 perform a safe separation of these from an electrical network. In the illustrated embodiment of the invention, electronic components of the cell voltage monitoring, the battery control and / or fuse elements as an encapsulated electronic module 6 formed, which is arranged on the upper side and electrically isolated on the cell assembly.

Zu einer elektrischen Verbindung des Zellverbundes mit dem elektrischen Netz, insbesondere einem Bordnetz des Fahrzeuges, ist ein Hochvoltstecker 7 vorgesehen. In diesem Hochvoltstecker 7 sind weiterhin nicht näher dargestellte Anschlusselemente zur elektrischen Versorgung und Steuerung der elektronischen Baueinheit 6 angeordnet. Zur Durchführung des Hochvoltsteckers 7 durch das Batteriegehäuse 2 ist in dem Gehäuseoberteil 2.1 eine Aussparung A2 vorgesehen, wobei zwischen der Aussparung A2 und dem Hochvoltstecker 7 wiederum nicht näher dargestellte Dichtungselemente angeordnet sein können.For an electrical connection of the cell network with the electrical network, in particular a vehicle electrical system of the vehicle, is a high-voltage connector 7 intended. In this high-voltage connector 7 are still not shown connection elements for electrical supply and control of the electronic assembly 6 arranged. To carry out the high-voltage connector 7 through the battery case 2 is in the upper housing part 2.1 a recess A2 provided, wherein between the recess A2 and the high-voltage connector 7 again not shown sealing elements can be arranged.

Das Batteriegehäuse 2 lässt sich aufgrund der Aussparungen A1, A2 sowie aufgrund von nicht näher dargestellten Druckabbauöffnungen (= Ventingöffnungen), die bei einem Platzen der Einzelzellen 4 einen entstehenden Überdruck abbauen, jedoch nicht vollständig dicht ausführen. Durch Schwankungen des Umgebungsdruckes der Batterie 1 und einer Ausdehnung der Luft im Inneren des Batteriegehäuses 2 bei Temperaturschwankungen kann es ständig zum Luftaustausch mit der Umgebung kommen. Besonders an kalten Teilen der Batteriekühlung, d. h. insbesondere an der Wärmeleitplatte 5, bildet sich dabei Kondenswasser, welches in nachteiliger Weise zu elektrischen Kurzschlüssen und zu elektrochemischer Korrosion aller metallischen Komponenten im Gehäuseinneren führen kann.The battery case 2 can be due to the recesses A1, A2 as well as due to non-illustrated pressure reduction openings (= Ventingöffnungen), which in a burst of the individual cells 4 reduce any excess pressure, but do not carry it out completely. Due to fluctuations in the ambient pressure of the battery 1 and an expansion of the air inside the battery case 2 with temperature fluctuations it can come constantly to the air exchange with the environment. Especially on cold parts of the battery cooling, ie in particular on the heat conducting plate 5 , Condensation forms, which can disadvantageously lead to electrical short circuits and electrochemical corrosion of all metallic components inside the housing.

Um die Komponenten, einschließlich des Hochvoltsteckers 7, welcher erst nach einem Verschluss des Batteriegehäuses 2 anschließbar ist, vor der Feuchtigkeit zu schützen, wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung der Batterie 1 nach einer Endmontage dieser durch eine Einfüllöffnung 8 im Batteriegehäuse 2 ein nicht näher dargestelltes Isolationsmittel eingefüllt, die Einfüllöffnung zumindest zeitweise verschlossen und die Batterie 1 um mehrere Achsen geschwenkt, so dass sich das Isolationsmittel im Gehäuseinneren an allen Komponenten und den Innenwänden des Batteriegehäuses 2 gleichmäßig verteilt.To the components, including the high-voltage connector 7 , which only after a closure of the battery case 2 is connectable to protect against moisture, in the inventive method for producing the battery 1 after a final assembly of this through a filling opening 8th in the battery case 2 filled an unspecified isolation means, the filling opening at least temporarily closed and the battery 1 pivoted about several axes, so that the insulating material inside the housing on all components and the inner walls of the battery case 2 equally distributed.

Zu diesem Zweck wird die Batterie 1 beispielsweise in einer nicht näher dargestellten Vorrichtung eingespannt und mittels dieser definiert vorzugsweise um alle Achsen gedreht. Hierbei wird die Einfüllöffnung 8 zumindest temporär verschlossen, damit das Isolationsmittel im Gehäuseinneren verbleibt.For this purpose, the battery 1 for example, clamped in a device not shown and defined by this preferably rotated about all axes. This is the filling opening 8th at least temporarily closed, so that the insulating agent remains inside the housing.

Bei dem Isolationsmittel, welches als Flüssigkeit ausgebildet ist, handelt es sich vorzugsweise um einen Lack, Silikon, Kunststoff und/oder ein Isolationsmittel auf Latex-Basis, so dass möglichst dünne Schichten erzielbar sind.The insulating agent, which is formed as a liquid, is preferably a lacquer, silicone, plastic and / or a latex-based insulating agent, so that the most thin layers possible can be achieved.

Die Einfüllöffnung 8 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung in dem Gehäuseoberteil 2.1 angeordnet, kann in nicht näher dargestellten Weiterbildungen der Erfindung jedoch auch an jeder anderen beliebigen Position des Batteriegehäuses 2, an welcher ein Einfüllen des Isolationsmittels möglich ist, angeordnet sein.The filling opening 8th is in the illustrated embodiment of the invention in the upper housing part 2.1 arranged in non-illustrated embodiments of the invention, however, at any other arbitrary position of the battery case 2 , at which a filling of the insulating means is possible, be arranged.

Um eine schnelle Trocknung des Isolationsmittels zu erreichen, wird die gesamte Batterie 1 beispielsweise in einer Wärmekammer erwärmt und/oder dem Gehäuseinneren wird durch die Einfüllöffnung 8 getrocknete und/oder erwärmte Luft zugeführt. Nach der Trocknung bildet das Isolationsmittel eine feuchtigkeitsdichte, gut wärmeleitfähige und elektrisch isolierende Schicht. Weiterhin können Undichtigkeiten zwischen den Gehäuseteilen 2.1, 2.2, 2.3 und/oder zwischen den Aussparungen A1, A2 und den durch diese durchgeführten Komponenten abgedichtet werden.In order to achieve a fast drying of the insulating agent, the entire battery is used 1 heated for example in a heat chamber and / or the housing interior is through the filling opening 8th fed dried and / or heated air. After drying, the insulating agent forms a moisture-proof, highly thermally conductive and electrically insulating layer. Furthermore, leaks between the housing parts 2.1 . 2.2 . 2.3 and / or between the recesses A1, A2 and the components performed by them.

Nach der Trocknung des Isolationsmittels wird die Einfüllöffnung 8 dauerhaft mittels eines Verschlusselementes 9 kraft-, stoff- und/oder formschlüssig verschlossen, um einen Schutz vor eindringenden Fremdstoffen und austretendem Elektrolyt zu erreichen.After drying the insulating agent, the filling opening 8th permanently by means of a closure element 9 closed in a force, material and / or positive-locking manner in order to achieve protection against the penetration of foreign substances and escaping electrolyte.

Bei dem Verschlusselement 9 kann es sich beispielsweise wie im dargestellten Ausführungsbeispiel um einen Verschlussstopfen handeln, welcher z. B. mittels eines Pressverfahrens, Schweißverfahrens oder Klebeverfahrens an oder in der Einfüllöffnung befestigt wird.In the closure element 9 It may be, for example, as in the illustrated embodiment, a sealing plug, which z. B. by means of a pressing process, welding method or adhesive method is attached to or in the filling opening.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die kraft-, stoff- und/oder formschlüssige Verbindung derart ausgebildet, dass diese sich bei einem definierten Innendruck des Batteriegehäuses 2 löst, so dass die Einfüllöffnung vorzugsweise als Druckabbauöffnung (= Ventingöffnung) zu einem Druckabbau verwendbar ist.According to one embodiment of the invention, the force, substance and / or positive connection is formed such that this at a defined internal pressure of the battery case 2 solves, so that the filling opening is preferably used as a pressure reduction opening (= Ventingöffnung) to a pressure reduction.

Claims (15)

Batterie (1) mit einer in einem aus einem Gehäuseoberteil (2.1) und einem Gehäuseunterteil (2.3) gebildeten Batteriegehäuse (2) angeordneten Wärmeleitplatte (5) zum Temperieren der Batterie (1), wobei mehrere elektrisch parallel und/oder seriell miteinander verschaltete Einzelzellen (4) Wärme leitend mit der Wärmeleitplatte (5) verbunden sind und zumindest ein elektronisches Bauelement als eine gekapselte elektronische Baueinheit (6) ausgebildet ist, die in dem Batteriegehäuse (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Gehäuseteile (2.1 oder 2.3) des Batteriegehäuses (2) eine Einfüllöffnung (8) zum Einfüllen eines Isolationsmittels aufweist und dass im Gehäuseinneren der Batterie (1) angeordnete Komponenten mit einer Schicht des Isolationsmittels überzogen sind.Battery ( 1 ) with one in an upper housing part ( 2.1 ) and a housing lower part ( 2.3 ) formed battery housing ( 2 ) arranged heat conducting plate ( 5 ) for tempering the battery ( 1 ), wherein a plurality of electrically parallel and / or serially interconnected single cells ( 4 ) Conducts heat with the heat conducting plate ( 5 ) and at least one electronic component as an encapsulated electronic assembly ( 6 ) is formed in the battery housing ( 2 ), characterized in that one of the housing parts ( 2.1 or 2.3 ) of the battery case ( 2 ) a filling opening ( 8th ) for filling an insulating agent and that inside the housing of the battery ( 1 ) arranged components are coated with a layer of the insulating agent. Batterie (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verschlusselement (9) zum Verschließen der Einfüllöffnung (8) vorgesehen ist.Battery ( 1 ) according to claim 1, characterized in that a closure element ( 9 ) for closing the filling opening ( 8th ) is provided. Batterie (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (9) ein Verschlussstopfen ist.Battery ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the closure element ( 9 ) is a sealing plug. Batterie (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (9) mittels einer kraft-, stoff- und/oder formschlüssigen Verbindung an und/oder in der Einfüllöffnung (8) befestigbar ist.Battery ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the closure element ( 9 ) by means of a force, substance and / or positive connection to and / or in the filling opening ( 8th ) is attachable. Batterie (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die kraft-, stoff- und/oder formschlüssige Verbindung bei einem vorgebbaren Druck lösbar ausgebildet ist.Battery ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the non-positive, material and / or positive connection is releasably formed at a predetermined pressure. Batterie (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels des Verschlusselementes (9) verschlossene Einfüllöffnung (8) eine Druckabbauöffnung ist.Battery ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the means of the closure element ( 9 ) closed filling opening ( 8th ) is a pressure reduction opening. Batterie (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolationsmittel ein Lack, Silikon, Kunststoff und/oder ein Isolationsmittel auf Latex-Basis ist.Battery ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the insulating means is a lacquer, silicone, plastic and / or a latex-based insulating agent. Batterie (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolationsmittel wärmeleitfähig, elektrisch isolierend und feuchtigkeitsdicht ausgebildet ist.Battery ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the insulating means is thermally conductive, electrically insulating and moisture-proof. Batterie (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriegehäuse (2) mit Aussparungen (A1, A2) versehen ist, durch welche Anschlusselemente der Wärmeleitplatte (5) und/oder der gekapselten elektronischen Baueinheit (6) nach außen ragen.Battery ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the battery housing ( 2 ) is provided with recesses (A1, A2), through which connection elements of the heat conducting plate ( 5 ) and or the encapsulated electronic assembly ( 6 ) protrude outward. Batterie (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusselemente einen Hochvolt-Stecker (7) und/oder Kühlkanalanschlüsse (5.1) umfassen.Battery ( 1 ) according to claim 9, characterized in that the connection elements a high-voltage plug ( 7 ) and / or cooling duct connections ( 5.1 ). Batterie (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (1) eine Fahrzeugbatterie, insbesondere eine Batterie (1) für ein Fahrzeug mit Hybridantrieb oder ein Brennstoffzellen-Fahrzeug ist.Battery ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the battery ( 1 ) a vehicle battery, in particular a battery ( 1 ) is for a hybrid vehicle or a fuel cell vehicle. Verfahren zur Herstellung einer Batterie (1) mit einer in einem Batteriegehäuse (2) angeordneten Wärmeleitplatte (5) zum Temperieren der Batterie (1), wobei mehrere elektrisch parallel und/oder seriell miteinander verschaltete Einzelzellen (4) Wärme leitend mit der Wärmeleitplatte (5) verbunden werden und zumindest ein als eine gekapselte elektronische Baueinheit (6) ausgebildetes elektronisches Bauelement in dem Batteriegehäuse (2) angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Endmontage der Batterie (1) durch eine Einfüllöffnung (8) in einem Gehäuseteil (2.1 oder 2.2) des Batteriegehäuses (2) ein Isolationsmittel eingefüllt, die Einfüllöffnung (8) zumindest zeitweise verschlossen und die Batterie (1) um mehrere Achsen geschwenkt wird, so dass im Gehäuseinneren der Batterie (1) angeordnete Komponenten mit einer Schicht des Isolationsmittels überzogen sind.Method for producing a battery ( 1 ) with a in a battery case ( 2 ) arranged heat conducting plate ( 5 ) for tempering the battery ( 1 ), wherein a plurality of electrically parallel and / or serially interconnected single cells ( 4 ) Conducts heat with the heat conducting plate ( 5 ) and at least one as an encapsulated electronic assembly ( 6 ) formed electronic component in the battery case ( 2 ) is arranged, characterized in that after a final assembly of the battery ( 1 ) through a filling opening ( 8th ) in a housing part ( 2.1 or 2.2 ) of the battery case ( 2 ) filled an insulating agent, the filling opening ( 8th ) at least temporarily closed and the battery ( 1 ) is pivoted about several axes, so that inside the battery ( 1 ) arranged components are coated with a layer of the insulating agent. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (1) erwärmt wird.Method according to claim 12, characterized in that the battery ( 1 ) is heated. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gehäuseinneren durch die Einfüllöffnung (8) getrocknete und/oder erwärmte Luft zugeführt wird.A method according to claim 12, characterized in that the housing interior through the filling opening ( 8th ) is supplied to dried and / or heated air. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einfüllöffnung (8) zumindest nach einer Trocknung des Isolationsmittels dauerhaft kraft-, stoff- und/oder formschlüssig verschlossen wird.A method according to claim 12, characterized in that the filling opening ( 8th ) is permanently closed at least after drying of the insulating agent force, substance and / or positive fit.
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