DE102009040814A1 - Verfahren zur Herstellung eines Energiespeicherhalters für ein Fahrzeug - Google Patents

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Markus Dipl.-Ing. Kohlberger (FH)
Tobias Isermeyer
Hans-Georg Dr.-Ing. Herrmann
Christoph Fehrenbacher
Thomas Schiehlen
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Behr GmbH and Co KG
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren (70) zur Herstellung eines Energiespeicherhalters für ein Fahrzeug. Das Verfahren (70) weist dabei einen Schritt des Bereitstellens (72) einer Kühlungsplatte (2) mit zumindest einem freiliegenden Kühlkanal auf, der zur Führung eines Kühlfluids ausgebildet ist. Ferner weist das Verfahren (70) einen Schritt des Bereitstellens (74) einer Halteeinheit (1) auf, die zur Aufnahme und Fixierung von zumindest einer Energiespeichereinheit ausgebildet ist. Schließlich umfasst das Verfahren (70) einen Schritt des Verbindens (76) der Kühlungsplatte (2) mit der Halteeinheit (1), wodurch der zumindest eine Kühlkanal verschlossen wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Energiespeicherhalters gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 2.
  • In modernen HEV/EV-Fahrzeugen (HEV = hybrid electro vehicle = Hybrid-Elektrofahrzeug, EV = electro vehicle = Elektrofahrzeug) kommen zukünftig wahrscheinlich Li-Ionen Akkus als Energiespeicher zum Einsatz. Bei diesen kommt es beim schnellen Laden und Entladen aufgrund von Widerständen in und außerhalb der Zellen zur Erwärmung dieser Zellen. Temperaturen über 50°C schädigen jedoch auf Dauer diese Batterie- oder Akkumulatorzellen; deswegen sollten die Zellen im Betrieb gekühlt werden. Eine Anbindung eines Batterie- oder Akkugehäuses mit einer Fahrzeugstruktur sollte dabei mit berücksichtigt werden. Dabei sollte eine Anbindung dieser Akkus oder Batterien als rohbauspezifisches Bauteil ausgelegt werden, um im Fahrzeug einfach verbaut werden zu können. Im speziellen Fall kann eine Integration eines Batteriegehäuses im EV-Smart als Beispiel betrachtet werden. Das Hauptaugenmerk liegt hierbei auf den Abmessungen und der Masse der Batteriezellen.
  • Für den Einsatz in HEVs oder EVs kommen dabei im Wesentlichen drei verschiedene Gehäusetypen für sekundäre Li-Ionen oder Li-Polymerzellen in Betracht:
    • – Rundzellen mit hartem Gehäuse
    • – Prismatische Zellen mit hartem Gehäuse
    • – Prismatische Zellen mit Softverpackung aus Aluminiumverbundfolie, sogenannte Coffee Bag Zellen.
  • Moderne Lithium-Ionen-(Akku-)Zellen werden in einem tiefgezogenen und/oder verschweißten Gehäuse aus Aluminium (üblicherweise mit einer Wandstärke von 200–400 μm) verpackt. Die einzelnen Zellen werden herkömmlicherweise dann auf Kühlbleche montiert (z. B. durch Kleben). Diese Kühlbleche wiederrum werden mit einer Kühlplatte (Flüssigkühlung, Verdampferplatte oder Rohrverdampfer) verbunden, wodurch die Akkuzellen im Betrieb gekühlt werden können.
  • Während Zellen mit hartem Gehäuse direkt mit Kopf, Boden oder Mantel mit der Kühlplatte verbunden werden können, brauchen Zellen mit einer Aluminiumverbundfolie somit ein Kühlblech zur mechanischen Fixierung. Durch diese zusätzlich benötigten Kühlbleche geht ein Teil der Vorteile bei Gewicht und Kosten wieder verloren. Außerdem wird der Wärmeübergang von Zelle zu Kühlblech durch die Klebeschicht verschlechtert.
  • Derzeitige Batteriegehäuse-Konzepte sind, bedingt durch die Zellabmessungen, unförmig und wenig spezifisch auf die Fahrzeugstruktur zugeschnitten. Daher ist eine Anbindung in der bestehenden Fahrzeugarchitektur schwierig und meist mit Bauraumeinbußen bzw. ineffektiver Volumenausnutzung verbunden.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Energiespeicherelementhalters sowie eine entsprechende Vorrichtung zur Halterung einer Energiespeichereinheit zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2 sowie eine Vorrichtung gemäß Anspruch 11 gelöst.
  • Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Herstellung eines Energiespeicherhalters für ein Fahrzeug, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
    • – Bereitstellen einer Kühlungsplatte mit zumindest einem freiliegenden Kühlkanal, der zur Führung eines Kühlfluids ausgebildet ist;
    • – Bereitstellen einer Halteeinheit, die zur Aufnahme und Fixierung von zumindest einer Energiespeichereinheit ausgebildet ist; und
    • – Verbinden der Kühlungsplatte mit der Halteeinheit, wodurch der zumindest eine Kühlkanal verschlossen wird.
  • Ferner schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Energiespeicherhalters für ein Fahrzeug, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
    • – Bereitstellen einer Halteeinheit, die zur Aufnahme und Fixierung von zumindest einer Energiespeichereinheit ausgebildet ist und die eine Grundplatte aufweist, die zumindest einen freiliegenden Kühlkanal umfasst, der zur Führung eines Kühlfluids ausgebildet ist;
    • – Bereitstellen einer Kühlungsplatte; und
    • – Verbinden der Kühlungsplatte mit der Halteeinheit, wodurch der zumindest eine freiliegende Kühlkanal verschlossen wird.
  • Auch schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Halterung einer Energiespeichereinheit für ein Fahrzeug, die durch die Ausführung der Schritt eines Verfahrens gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche hergestellt wurde.
  • Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass eine Kombination der Funktionen „Kühlung” und „Behausung” unter Einsparung von der Material dadurch ausgeführt werden kann, dass beim Verbinden der Kühlungsplatte mit der Halteeinheit der zumindest eine Kühlkanal verschlossen wird. Dieser Kanal kann dann beim Betrieb des Energiespeicherhalters mit einem Kühlfluid durchflossen werden. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass zuerst eine Kühlungsplatte mit einem vollständig fluiddichten Kanal hergestellt werden braucht und diese Kühlungsplatte anschließend mit der Halteeinheit verbunden wird. Auf diese Weise kann Material zur Abdichtung des Kühlkanals oder, bei der Verwendung von mehreren Kühlkanälen in der Kühlungsplatte oder in der Grundplatte der Halteeinheit, der einzelnen Kühlkanäle eingespart werden.
  • Die vorliegende Erfindung bietet somit den Vorteil, dass sich einerseits eine Gewichtsreduktion des Energiespeicherhalters als auch eine Kostenreduktion durch eine Verringerung des zu verwendenden Materials umsetzen lässt.
  • Günstig ist es, wenn ferner ein Schritt des Bereitstellens einer weiteren Kühlungsplatte vorgesehen ist, wobei die weitere Kühlungsplatte zumindest einen freiliegenden weiteren Kühlkanal aufweist und wobei im Schritt des Verbindens ferner der freiliegende weitere Kühlkanal in der weiteren Kühlungsplatte durch eine Seitenfläche der Halteeinheit verschlossen wird oder wobei im Schritt des Bereitstellens der Halteeinheit eine Halteeinheit bereitgestellt wird, die an einer Seitenfläche zumindest einen offenliegenden weiteren Kühlkanal aufweist, die im Schritt des Verbindens ferner durch eine bereitgestellte weitere Kühlungsplatte verschlossen wird. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass nicht nur eine Kühlung an einer Seite der Halteeinheit vorgesehen wird, sondern zumindest ein in dem Energiespeicherhalter anordenbares Energiespeicherelement von der mehreren Seiten gekühlt werden kann. Dabei werden die erfindungsgemäßen Vorteile ausgenutzt, in dem eine Gewichtsreduktion und eine Materialeinsparung gegenüber herkömmlichen Energiespeicherhaltern realisiert werden können.
  • In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann im Schritt des Bereitstellens der Kühlungsplatte eine Kühlungsplatte bereitgestellt werden, die ein Metall oder Metallanteile, insbesondere Stahl, Aluminium, Magnesium, Titan oder ein Kunststoff-Metall-Hybrid, aufweist oder bei der im Schritt des Bereitstellens der Halteeinheit eine Halteeinheit mit einer Grundplatte bereitgestellt wird, wobei die Grundplatte ein Metall oder Metallanteile, insbesondere Stahl, Aluminium, Magnesium, Titan oder ein Kunststoff-Metall-Hybrid, aufweist. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass Metall, insbesondere die genannten Metalle eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen, so dass eine hohe Wärmeabfuhrrate und somit eine gute Kühlung von Energiespeicherelementen möglich ist, die in dem Energiespeicherhalter angeordnet sein können.
  • Auch kann ein Verfahren zur Herstellung einer Energiespeichereinheit vorgesehen sein, das folgende Schritte aufweist:
    • – die Schritte eines der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens zur Herstellung eines Energiespeicherhalters; und
    • – Einfügen von zumindest einem Energiespeicherelement in die Halteeinheit, um die Energiespeichereinheit herzustellen.
  • Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass die Energiespeichereinheit auf einfache Weise mit Energiespeicherelementen gefüllt werden kann und diese sicher in der Halteeinheit befestigt werden können. Insbesondere für Anwendungen in einem Fahrzeug ist ein solcher sicherer Verbau von Vorteil, da hier Erschütterungen bei der Fahrt dann nicht zu Verschiebungen oder Beschädigungen der Energiespeicherelemente in der Halteeinheit führen sollen.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Verfahren zusätzlich einen Schritt des Bereitstellens einer zusätzliche Kühlungsplatte umfasst, wobei die zusätzliche Kühlungsplatte zumindest eine Öffnung aufweist und wobei das Verfahren weiterhin einen Schritt des Anbringens der zusätzlichen Kühlungsplatte an der Halteeinheit aufweist, derart, dass nach dem Schritt des Anbringens ein Kontaktanschluss des zumindest einen Energiespeicherelementes durch die zumindest eine Öffnung der zusätzlichen Kühlungsplatte kontaktierbar ist. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass durch die von mehreren Seiten um das Energiespeicherelement angeordneten Kühlungsplatten eine sehr gute Kühlungsmöglichkeit bzw. Wäremabfuhrrate der in der Halteeinheit angeordneten Energiespeicherelemente ermöglicht wird.
  • Günstig ist es auch, wenn im Schritt des Einfügens eine Mehrzahl von Energiespeicherelementen in direktem Kontakt nebeneinander in die Halteeinheit eingefügt werden und wobei im Schritt des Einfügens die Energiespeichereinheiten derart in die Halteeinheit eingefügt werden, dass eine elektrische Kontaktierung von Kontaktanschlüssen der einzelnen Energiespeicherelemente von einer gemeinsamen Kontaktierungsseite aus ermöglicht wird. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass auf technisch sehr einfache Weise eine Kontaktierung an der Kontaktanschlüssen der Energiespeicherelemente von der gemeinsamen Kontaktierungsseite aus erfolgen kann. Dies ermöglicht beispielsweise eine technisch sehr einfach umzusetzende Zusammenschaltung von mehreren Energiespeicherelementen, um eine Gesamt-Energiespeichereinheit zu erhalten, die zum Betrieb des Fahrzeugs benötigte Spannungs- und/oder Stromstärkenwerte bereitstellen kann.
  • In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ferner ein Schritt des Anbringens einer Kontaktschiene zwischen unterschiedlichen Kontaktanschlüssen von Energiespeicherelementen vorgesehen sein. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, unterschiedliche Kontaktanschlüsse von unterschiedlichen Energiespeicherelementen zu verbinden, um hierdurch beispielsweise bei unterschiedlichen benötigten Spannungs- oder Stromstärkewerten für einen Verbraucher sehr flexibel eine Parallel- oder Reihenschaltung der Energiespeicherelemente zu ermöglichen. Auf diese Weise können also Energiespeicherelemente mit einer niedrigen Spannung zur Bereitstellung von im Fahrzeug benötigten hohen Spannungen einfach verwendet werden. Die Bereitstellung von Energiespeicherelementen mit einer niedrigen Spannung ist dabei wesentlich kostengünstiger als die Bereitstellung von Energiespeicherelementen mit einer entsprechend hohen Spannung. Zugleich kann jedoch für die unterschiedlichen Einsatzszenarien eine einheitliche Energiespeichereinheit vorgesehen werden, die je nach Einsatzzweck mit den entsprechenden Kontaktschienen versehen werden kann.
  • Auch kann ferner ein Schritt des Anbringens eines Deckels vorgesehen sein, wobei der Deckel derart ausgefügt und angebracht wird, dass eine elektrisch leitfähige Verbindung von einem Kontaktanschluss des zumindest einen Energiespeicherelements zu einem Mantel des Energiespeicherelementes verhindert wird. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, die Energiespeicherelemente gegen einen Herausfallen zu schützen und zugleich sicherzustellen, dass eine elektrische Reihenschaltung der einzelnen Energiespeicherelemente ermöglicht wird.
  • Auch kann im Schritt des Einfügens das Einfügen des zumindest einen Energiespeicherelementes derart erfolgen, dass ein Mantel des zumindest einen Energiespeicherelementes mit einem Kontaktanschluss des Energiespeicherelementes elektrisch leitfähig verbunden wird. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass eine Parallelschaltung der einzelnen Energiespeicherelemente sehr einfach möglich wird. Diese Parallelschaltung benötigt dann lediglich eine Verbindung von ersten Kontaktanschlüssen der einzelnen Energiespeicherelemente (beispielsweise durch eine Kontaktschiene), wobei die Verbindung zwischen zweiten Kontaktanschlüssen oder einem Mantel der Energiespeicherelement (und beispielsweise einem Teil der Halteeinheit) als zweiter elektrischer Anschluss dienen kann.
  • Auch kann im Schritt des Bereitstellens der Halteeinheit eine Halteeinheit bereitgestellt werden, die zur spielfreien Aufnahme zumindest einer Energiespeichereinheit ausgebildet ist, die eine wabenförmige oder eine runde Außenstruktur aufweist. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass eine sichere Aufnahme der Energiespeicherelemente möglich wird. Dies verhindert, dass beispielsweise bei durch die Fahrt des Fahrzeugs verursachten Bewegungen die Energiespeicherelemente durch ein Verrutschen in der Halteeinheit beschädigt werden. Zugleich wird sichergestellt, dass durch das Vermeiden der Bewegung der Energiespeicherelemente in der Halteeinheit eine Kontaktierung der Kontaktanschlüsse der Energiespeicherelemente zuverlässig erhalten bleibt.
  • Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung in Seitenansicht;
  • 2 eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung in Aufsichtdarstellung;
  • 3 eine isometrische Darstellung eines Gehäuseelementes eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 4 eine isometrische Darstellung eines Gehäuseelementes eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 5 eine Schnittdarstellung durch ein Gehäuseteil gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 6 eine Aufsichtdarstellung eines Gehäuseteils eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 7 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung als Verfahren; und
  • 8 ein weiteres Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung als Verfahren.
  • In der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Zeichnungen dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente weggelassen wird. Ferner enthalten die Figuren der Zeichnungen, deren Beschreibung sowie die Ansprüche zahlreiche Merkmale in Kombination. Einem Fachmann ist dabei klar, dass diese Merkmale auch einzeln betrachtet werden oder sie zu weiteren, hier nicht explizit beschriebenen Kombinationen zusammengefasst werden können. Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder” Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweites Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
  • 1 zeigt eine Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung in Seitenansicht, bei der eine Integration der Kühlplatte in das Zellgehäuse für ein galvanisches Element als Energiespeichereinheit erfolgt.
  • Zuerst wird ein Gehäuse für die Energiespeicherzellen (z. B. die Akku- oder Batteriezellen), beispielsweise aus Aluminiumblech, geformt. Eines oder mehrere Gehäuse 1 werden nun zusammen mit den Teilen mindestens einer Kühlplatte 2 verlötet, so dass ein fester Verbund aus Gehäuse 1 und Kühlplatte 2 entsteht. Durch das Verbinden der Kühlplatte 2 mit dem Gehäuse 1 werden Kühlkanäle, die in der Kühlungsplatte ausgebildet sind und freigelegen haben, günstigerweise fluiddicht verschlossen. Dies kann derart erfolgen, dass das Zellgehäuse 1 eine Abdeckplatte des Kanalblechs 2 bildet. Weiterhin kann ein derart hergestellter Energiespeicherhalter nun mit den einzelnen Energiespeicherelementen bestückt werden, die Kontaktierungsanschlüsse aufweist, die an einer gemeinsamen Kontaktierungsseite aus dem Energiespeicherhalter (beispielsweise in 1 nach oben) herausragen. Durch ein solches Herstellungsverfahren kann eine Energiespeichereinheit erhalten werden, wie sie in 1 in einer Seitenansicht dargestellt ist.
  • 2 zeigt eine Aufsichtsdarstellung der Energiespeichereinheit von oben, wobei acht (Energiespeicher-)Zellen oder -elemente nebeneinander in den Energiespeicherhalter eingefügt wurden. Nun folgt eine Füllung mit dem Elektrodenensemble und Elektrolyten. Die Elektroden können dabei derart in den Energiespeichereinheiten installiert werden, dass benachbarte Elektroden von unterschiedlichen Energiespeicherelementen eine unterschiedliche Polarität haben. Auf dieses Weise wird eine Reihenschaltung der einzelnen Energiespeicherelemente sehr einfach ermöglicht, indem nur zwei benachbarte Kontaktanschlüsse der Energiespeicherelemente durch sehr kurze Verbindungsschienen miteinander verbunden werden brauchen, um die Energiespeichereinheit herzustellen.
  • Anschließen kann ein Deckel bereitgestellt und auf den mit Energiespeicherelementen bestückten Energiespeicherhalter derart aufgebracht werden, dass an einem Mantel der (Energiespeicher-)Zelle oder mehreren Zellen kein Potential anliegt, damit die einzelnen Zellen auf der Kühlplatte 1 auch in Reihe geschaltet werden können. Nach der Formation werden die Zellen beispielsweise mittels Kontaktschienen untereinander und mit einer Schutzelektronik in gewünschter Weise verbunden.
  • Neben prismatischen Zellen können beispielsweise auch Rundzellen als Energiespeicherelemente in einer Bienenwabenstruktur auf einer Kühlplatte angeordnet und durch den Energiespeicherhalter gehalten werden. Wenn nur eine elektrische Parallelschaltung gewünscht ist, kann am Zellmantel auch ein Potential angelegt werden, der dann gegenüber einem ersten Kontaktanschluss eine zweite elektrische Anbindung oder einen zweiten Kontaktanschluss darstellt. Es können auch mehrere Kühlplatten an der Halteeinheit angebracht werden, z. B. unten und an einer oder mehreren (Außen-)Seiten. Mit einer Aussparung für die Kontakte auch an der gemeinsamen Kontaktierungsseite. Alternativ kann auch das Gehäuse mit einer freiliegenden Kanalstruktur ausgeformt werden, wobei die freiliegenden Kanäle, die zur Führung eines Kühlfluids im Betrieb des Energiespeicherhalters ausgebildet sind, durch eine beispielsweise aufgelötete Abdeckplatte verschlossen werden.
  • Durch eine Integration der Kühlungsfunktion in die Verpackung der Energiespeicherelemente wird die Wärmeableitung verbessert, die Kosten und das Gewicht im Vergleich zu einer über ein Kühlblech gefügten Zelle verbessert.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung als Gehäuseteil für die Aufnahme von Energiespeicherelementen ist in isometrischer Darstellung in 3 gezeigt. Bei einem solchen Ausführungsbeispiel sollen die Einzel teilkomponenten, wie beispielsweise Batteriezellen, Rahmengestell, Elektronikkomponenten durch eine Halterung aufgenommen werden und gleichzeitig die Möglichkeit einer Verbindung zur Rohkarosserie hergestellt werden. Zudem soll ein bereitzustellendes Gehäuse ausreichenden Schutz gegen Intrusionen bieten, wie sie insbesondere bei Unfällen auftreten. Im speziellen Fall soll das Gehäusekonzept auch die Kühlstruktur enthalten und somit die Funktion „Kühlen” der Batteriezellen erfüllen. Das Batteriegehäuse wird in zwei Teile unterschieden, zum einen in Gehäusedeckel und zum anderen in Gehäuseboden.
  • Der Gehäusedeckel aus 3 aus kann ein Kunststoffteil beispielsweise aus gängigen technischen Kunststoffmaterialien (wie Faserverbundwerkstoffen) sein. Dies stellt eine kostengünstige Verarbeitung und eine gewichtsoptimale Umsetzung sicher. Durch Versicken und Verbinden mit dem Gehäuseboden erhält dieser die nötige Stabilität.
  • Der Gehäuseboden, wie er beispielswiese der isometrischen Darstellung aus 4 zu entnehmen ist, soll vorzugsweise aus Materialien, wie hochfester Stahl, Aluminium, Magnesium, Titan, FVK, Kunststoff-Metall-Hybrid etc. bestehen. Die Herstellung des Gehäusebodens soll, soweit möglich, durch ein Gussverfahren erfolgen. Dabei soll der Gehäuseboden so ausgeführt werden, dass auf der Unterseite die benötigte Steifigkeit durch Streben erreicht wird.
  • Das Gehäuse, das aus dem Gehäusedeckel gemäß der Darstellung aus 3 und dem Gehäuseboden gemäß der Darstellung aus 4 bestehen kann, sollte derart ausgeführt sein, dass es wasserdicht ist und geöffnet und wieder wasserdicht verschlossen werden kann. Elemente zum Druckausgleich bzw. zur Vermeidung von Kondensat soll das Gehäuse ebenfalls umfassen. Der Gehäuseboden besteht dann beispielsweise aus einer Deckplatte und einem gegossenem Tragelement, das die Energiespeicherelemente aufnehmen kann. Auf der Oberseite des Gehäusebodens sind die Kühlkanäle freigespart, die dann beispielsweise durch das Aufbringen einer Deckplatte fluiddicht verschlossen werden. Die beiden Elemente, Deckplatte und gegossenes Trageelement oder Gehäuseboden, können dabei in einem Lötvorgang stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Eine isometrische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels des Gehäusebodens ist in 5 dargestellt. In 6 ist eine Aufsichtdarstellung des Gehäusebodens gezeigt, bei dem Verstärkungsstreben auf einer Seite des Bodens gestrichelt dargestellt sind.
  • Die Vorteile eines derartigen Ausführungsbeispiels der Erfindung bestehen in der Leichtbauweise des Konzeptes, sowie in der hohen Funktionsintegration. Dadurch lassen sich Funktionen wie Halten und Fixieren der obengenannten Komponenten realisieren. Es sollen alle Rohbauanbindungspunkte im Gehäuseboden aufgenommen werden. Trotz des Leichtbaus kann die hohe Masse der Batterie- oder Akkuzellen von bis zu 200 kg getragen werden.
  • Durch geschickte Verlegung der Trennebene zwischen Gehäusedeckel und Gehäuseboden wird die Integration im Rohbaumontageprozess ermöglicht. Der Hauptvorteil eines solchen Ausführungsbeispiels der Erfindung liegt dabei in der Kombination der Tragstruktur mit der Kühlstruktur.
  • 7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels der Erfindung als Verfahren 70 zur Herstellung eines Energiespeicherhalters für ein Fahrzeug. Das Verfahren 70 umfasst einen Schritt des Bereitstellens 72 einer Kühlungsplatte mit zumindest einem freiliegenden Kühlkanal, der zur Führung eines Kühlfluids ausgebildet ist. Weiterhin weist das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens 74 einer Halteeinheit auf, die zur Aufnahme und Fixierung von zumindest einer Energiespeichereinheit ausgebildet ist. Schließlich umfasst das Verfahren 70 einen Schritt des Verbindens 76 der Kühlungsplatte mit der Halteeinheit, wodurch der zumindest eine Kühlkanal verschlossen wird.
  • 8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung als Verfahren 80 zur Herstellung eines Energiespeicherhalters für ein Fahrzeug. Das Verfahren 80 umfasst einen Schritt des Bereitstellens 82 einer Halteeinheit, die zur Aufnahme und Fixierung von zumindest einer Energiespeichereinheit ausgebildet ist und die eine Grundplatte aufweist, die zumindest einen freiliegenden Kühlkanal umfasst, der zur Führung eines Kühlfluids ausgebildet ist. Ferner weist das Verfahren 80 einen Schritt des Bereitstellens 84 einer Kühlungsplatte und einen Schritt des Verbindens 86 der Kühlungsplatte mit der Halteeinheit auf, wodurch der zumindest eine freiliegende Kühlkanal verschlossen wird.

Claims (12)

  1. Verfahren (70) zur Herstellung eines Energiespeicherhalters für ein Fahrzeug, wobei das Verfahren (70) die folgenden Schritte aufweist: – Bereitstellen (72) einer Kühlungsplatte (2) mit zumindest einem freiliegenden Kühlkanal, der zur Führung eines Kühlfluids ausgebildet ist; – Bereitstellen (74) einer Halteeinheit (1), die zur Aufnahme und Fixierung von zumindest einer Energiespeichereinheit ausgebildet ist; und – Verbinden (76) der Kühlungsplatte (2) mit der Halteeinheit (1), wodurch der zumindest eine Kühlkanal verschlossen wird.
  2. Verfahren (80) zur Herstellung eines Energiespeicherhalters für ein Fahrzeug, wobei das Verfahren (80) die folgenden Schritte aufweist: – Bereitstellen (82) einer Halteeinheit (1), die zur Aufnahme und Fixierung von zumindest einer Energiespeichereinheit ausgebildet ist und die eine Grundplatte aufweist, die zumindest einen freiliegenden Kühlkanal umfasst, der zur Führung eines Kühlfluids ausgebildet ist; – Bereitstellen (84) einer Kühlungsplatte (2); und – Verbinden (86) der Kühlungsplatte (2) mit der Halteeinheit (1), wodurch der zumindest eine freiliegende Kühlkanal verschlossen wird.
  3. Verfahren (70, 80) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ferner ein Schritt des Bereitstellens einer weiteren Kühlungsplatte vorgesehen ist, wobei die weitere Kühlungsplatte zumindest einen offenliegenden weiteren Kühlkanal aufweist und wobei im Schritt des Verbindens (76, 86) ferner der offenliegende weitere Kühlkanal in der weiteren Kühlungsplatte durch eine Seitenfläche der Halteeinheit (1) verschlossen wird oder wobei im Schritt des Bereitstellens der Halteeinheit (1) eine Halteeinheit (1) bereitgestellt wird, die an einer Seitenfläche zumindest einen offenliegenden weiteren Kühlkanal aufweist, die im Schritt des Verbindens (76, 86) ferner durch eine bereitgestellte weitere Kühlungsplatte verschlossen wird.
  4. Verfahren (70, 80) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Bereitstellens der Kühlungsplatte (2) eine Kühlungsplatte (2) bereitgestellt wird, die ein Metall oder Metallanteile, insbesondere Stahl, Aluminium, Magnesium, Titan oder ein Kunststoff-Metall-Hybrid, aufweist oder dass im Schritt des Bereitstellens der Halteeinheit (1) eine Halteeinheit (1) mit einer Grundplatte mit freiliegenden Kühlungskanälen bereitgestellt wird, wobei die Grundplatte ein Metall oder Metallanteile, insbesondere Stahl, Aluminium, Magnesium, Titan oder ein Kunststoff-Metall-Hybrid, aufweist.
  5. Verfahren zur Herstellung einer Energiespeichereinheit für ein Fahrzeug, das folgende Schritte aufweist: – die Schritte eines Verfahrens (70, 80) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4; und – Einfügen von zumindest einem Energiespeicherelement in die Halteeinheit (1), um die Energiespeichereinheit herzustellen.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens einer zusätzliche Kühlungsplatte umfasst, wobei die zusätzliche Kühlungsplatte zumindest eine Öffnung aufweist und wobei das Verfahren weiterhin einen Schritt des Anbringens der zusätzlichen Kühlungsplatte an der Halteeinheit (1) aufweist, derart, dass nach dem Schritt des Anbringens ein Kontaktanschluss des zumindest einen Energiespeicherelementes durch die zumindest eine Öffnung der zusätzlichen Kühlungsplatte kontaktierbar ist.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Einfügens eine Mehrzahl von Energiespeicherelementen in direktem Kontakt nebeneinander in die Halteeinheit (1) eingefügt werden und wobei im Schritt des Einfügens die Energiespeicherelemente derart in die Halteeinheit (1) eingefügt werden, dass eine elektrische Kontaktierung von Kontaktanschlüssen der einzelnen Energiespeicherelemente von einer gemeinsamen Kontaktierungsseite aus ermöglicht wird.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ferner ein Schritt des Anbringens einer Kontaktschiene zwischen unterschiedlichen Kontaktanschlüssen von Energiespeicherelemente vorgesehen ist.
  9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ferner ein Schritt des Anbringens eines Deckels vorgesehen ist, wobei der. Deckel derart ausgefügt und angebracht wird, dass eine elektrisch leitfähige Verbindung von einem Kontaktanschluss des zumindest einen Energiespeicherelementes zu einem Mantel des Energiespeicherelementes verhindert wird.
  10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Einfügens das Einfügen des zumindest einen Energiespeicherelementes derart erfolgt, dass ein Mantel des zumindest einen Energiespeicherelementes mit einem Kontaktanschluss des Energiespeicherelementes elektrisch leitfähig verbunden wird.
  11. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Bereitstellens der Halteeinheit (1) eine Halteeinheit (1) bereitgestellt wird, die zur spielfreien Aufnahme zumindest einer Energiespeicherelementes ausgebildet ist, die eine wabenförmige oder eine runde Außenstruktur aufweist.
  12. Vorrichtung (1, 2) zur Halterung einer Energiespeichereinheit für ein Fahrzeug, die durch die Ausführung der Schritt eines Verfahrens (70, 80) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche hergestellt wurde.
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