DE102011112635A1 - Method for manufacturing traction battery for e.g. electric vehicle, involves unloading first battery and charging second battery such that electrical energy from unloaded battery is partially supplied to loaded second battery - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft in einem Aspekt ein Verfahren zum Herstellen von Batterien, bei dem abschließend (also am Ende des Verfahrens, aber nach im Rahmen des Verfahrens) ein Prüfen der Batterien auf Funktionsfähigkeit erfolgt, in dessen Rahmen die Batterien zumindest einmal geladen und entladen werden. Die Erfindung betrifft in einem anderen Aspekt eine Vorrichtung zum Prüfen einer Mehrzahl von die Vorrichtung durchlaufenden Batterien auf Funktionsfähigkeit.The invention relates in one aspect to a method for producing batteries, in which finally (ie at the end of the method, but after in the context of the method) a testing of the batteries for functionality takes place, in which the batteries are charged and discharged at least once. The invention in another aspect relates to a device for testing a plurality of batteries passing through the device for operability.
Es geht vorliegend insbesondere um die Thematik, sog. Traktionsbatterien herzustellen, also Batterien, die in Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen eingesetzt werden, und die die elektrische Energie zum Betreiben eines Elektromotors in solchen Fahrzeugen bereitstellen. Solche Traktionsbatterien sind enorm aufwändig zu bauen. Da sie für den Menschen gefährliche Chemikalien enthalten, ist eine sorgfältige Prüfung im Rahmen eines für jede Batterie gleichen Prüfvorgangs notwendig. Die einmal hergestellte Batterie wird typischerweise zunächst einmal geladen und sodann wieder entladen, und das Ganze in der Regel wiederholt. Aufgrund bestimmter elektrischer Eigenschaften der Batterien, die sich beim Laden und Entladen zeigen, sowie gegebenenfalls an der Batterie zutage tretenden Defekte lässt sich erkennen, ob die Batterie voll funktionsfähig ist.In the present case, the subject matter in particular is the production of so-called traction batteries, that is to say batteries which are used in electric vehicles or hybrid vehicles and which provide the electrical energy for operating an electric motor in such vehicles. Such traction batteries are extremely expensive to build. Because they contain hazardous chemicals for humans, careful testing is required as part of a common test procedure for each battery. The once manufactured battery is typically first charged once and then discharged again, and the whole is usually repeated. Due to certain electrical characteristics of the batteries during charging and discharging and any defects that may appear on the battery, it is possible to see if the battery is fully functional.
Bisherige Planungen zum Prüfen von Batterien sehen Aufbauten vor, bei denen die Batterien unabhängig voneinander durch die Vorrichtung geschleust werden. Werden die Batterien geladen, so wird die hierzu notwendige elektrische Energie aus einem öffentlichen, zum Beispiel kommunalen Netz entnommen. Beim Entladen der Batterien wird die elektrische Energie dem kommunalen Netz zugeführt. Nachteilig an dieser Vorgehensweise ist, dass die elektrische Energie zum Laden der Batterie mit einem Preis zu bezahlen ist, der höher ist als das Entgelt für das Zurückführen der Ladung in das kommunale Netz.Previous battery testing plans have structures in which the batteries are independently passed through the device. If the batteries are charged, the necessary electrical energy is taken from a public, for example, municipal network. When discharging the batteries, the electrical energy is supplied to the municipal grid. A disadvantage of this approach is that the electrical energy to charge the battery is to pay with a price that is higher than the charge for returning the charge in the municipal grid.
Das Prüfen der Batterien ist daher sehr kostenintensiv.Testing the batteries is therefore very expensive.
Aus der
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen von Batterien bereitzustellen, das kostengünstiger als das bisher vorgesehene Verfahren ist.The object of the present invention is to provide a method for producing batteries that is less expensive than the method provided so far.
Die Aufgabe wird in einem Aspekt durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst und in einem anderen Aspekt durch eine andere Vorrichtung gemäß den Merkmalen gemäß Patentanspruch 5 gelöst.The object is achieved in one aspect by a method having the features according to
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt somit das Entladen einer ersten Batterie mit dem Laden einer zweiten Batterie koordiniert derart, dass die der ersten Batterie entnommene elektrische Energie zumindest teilweise (unmittelbar) der zweiten Batterie zugeführt wird. Auf diese Weise ist der Umweg über das kommunale Stromnetz vermieden, beim Herstellen der Batterie wird die im Rahmen der hierbei erfolgenden Prüfung gewonnene elektrische Energie sogleich wieder genutzt, bevorzugt so weitgehend als möglich.In the method according to the invention, therefore, the discharge of a first battery is coordinated with the charging of a second battery such that the electrical energy taken from the first battery is at least partially (directly) supplied to the second battery. In this way, the detour via the municipal power grid is avoided, during the manufacture of the battery, the electrical energy obtained in the context of the examination taking place here is readily used again, preferably as largely as possible.
Die Erfindung nutzt den selben Gedanken wie in der
Beim Herstellen von Batterien kann der Herstellungsvorgang im engeren Sinn, also das Bereitstellen der Batterien als solchen, in einer sehr schnellen Taktung erfolgen, das nachfolgende Prüfen dauert dann wesentlich länger. Wenn die Prüfzeitdauer für das Prüfen der Batterien ein Mehrfaches der Zeitdauer beträgt, die im Mittel zwischen dem Bereitstellen zweier Batterien für das Prüfen vergeht, werden bevorzugt mindestens so viele Batterien gleichzeitig (demselben) Prüfvorgang unterzogen, wie sie während der Prüfzeitdauer im Mittel bereitgestellt werden. Mit anderen Worten wird bevorzugt ein Just-in-Time-Verfahren durchgeführt, die Batterien werden also im Schnitt mit der selben Taktung der Prüfung zugeführt wie gerade geprüfte Batterien die entsprechende Vorrichtung (Fabrikhalle) verlassen.When manufacturing batteries, the manufacturing process in the strict sense, so providing the batteries as such, done in a very fast timing, the subsequent testing then takes much longer. If the test period for testing the batteries is a multiple of the time that elapses on average between providing two batteries for testing, it is preferred to subject at least as many batteries to the same test as provided on average during the test period. In other words, a just-in-time method is preferably carried out, the batteries are thus supplied in average with the same timing of the test as just tested batteries leave the corresponding device (factory).
Grundsätzlich wäre es möglich, eine Folge von Prüfständen aufzubauen, die die Batterien nachfolgend durchlaufen, wobei jeder Prüfstand so ausgelegt ist, genau im Rahmen der Taktung der Bereitstellung der Batterie zu arbeiten und sodann die entsprechende Batterie an den nächsten Prüfstand weiterzugeben. Werden Batterien aber beispielsweise im Ein-Minuten-Takt produziert und soll das Laden und Entladen jeweils mehr als eine Minute dauern, z. B. zwei Minuten, dann ist auf jeden Fall zu bevorzugen, die Batterien in mehreren Prüfsträngen zu prüfen, wobei die Batterien dann bei ihrer Herstellung abwechselnd, typischerweise in sich wiederholender Reihenfolge, diesen Prüfsträngen zugeführt werden.In principle, it would be possible to construct a series of test stands which subsequently pass through the batteries, each test bed being designed to work precisely within the timing of the provision of the battery and then passing on the corresponding battery to the next test stand. But are batteries produced, for example, in one-minute intervals and should the loading and Discharge each take more than a minute, z. B. two minutes, then it is in any case preferable to test the batteries in several test strands, the batteries are then fed in their manufacture alternately, typically in a repetitive order, these test strands.
Die Erfindung, gemäß der das Entladen einer ersten Batterie und das Laden einer zweiten Batterie koordiniert erfolgt, kann innerhalb eines Prüfstranges realisiert werden. Zur Realisierung einer Transportvorrichtung, bei der die jeweils zu entladende und die jeweils zu ladende Batterie in möglichst großer Nähe zueinander befindlich sind, kann es sich als vorteilhaft erweisen, die erste und zweite Batterie in unterschiedlichen Prüfsträngen vorzusehen, d. h. elektrische Energie zwischen unterschiedlichen Prüfsträngen zu transportieren. Es kann sein, dass zwischen zwei Prüfständen in einem Prüfstrang immer der Transport von dem einen Prüfstand zum anderen erfolgt, wenn in dem einen Prüfstand immer eine Batterie entladen wird und im anderen Prüfstand immer eine Batterie geladen wird. Andererseits ist auch eine bidirektionale Übertragung von elektrischer Energie möglich, wenn in den Prüfständen jeweils beides erfolgt, Laden und Entladen.The invention, according to which the discharge of a first battery and the charging of a second battery is coordinated, can be realized within a test string. For the realization of a transport device, in which the respective to be discharged and each to be charged battery are in the greatest possible proximity to each other, it may prove advantageous to provide the first and second battery in different test strands, d. H. to transport electrical energy between different test strands. It may be that between two test benches in a test string, the transport always takes place from one test stand to the other, if one battery is always discharged in one test bench and a battery is always charged in the other test bench. On the other hand, a bi-directional transmission of electrical energy is possible when both takes place in the test stands, charging and discharging.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Prüfen einer Mehrzahl von die Vorrichtung durchlaufenden Batterien auf ihre Funktionsfähigkeit umfasst einen ersten Prüfstand, in dem eine erste Batterie entladbar ist, und einen zweiten Prüfstand, in dem eine zweite Batterie ladbar ist. Erfindungsgemäß sind der erste und der zweite Prüfstand galvanisch gekoppelt und (insbesondere durch steuerungstechnische Kopplung) dazu ausgelegt, ein aufeinander abgestimmtes Entladen der ersten Batterie und ein Laden der zweiten Batterie zu bewirken, sodass die der ersten Batterie entnommene elektrische Energie zumindest teilweise und bevorzugt so weitgehend wie möglich der zweiten Batterie zugeführt wird.The device according to the invention for testing a plurality of batteries passing through the device for their functionality comprises a first test bench in which a first battery can be discharged and a second test bench in which a second battery can be charged. According to the invention, the first and the second test bench are galvanically coupled and (in particular by control technology coupling) designed to effect a coordinated discharge of the first battery and a charging of the second battery, so that the first battery removed electrical energy at least partially and preferably so largely as possible, the second battery is supplied.
Die Erfindung sorgt durch das Aufeinanderabstimmen (Koordinieren und bevorzugt sogar Synchronisieren) der Vorgänge des Ladens und Entladens dafür, dass die elektrische Energie nicht in ein kommunales Netz eingespeist werden muss oder dass Wärme verloren geht, sodass auch kaum elektrische Energie aus dem externen Netz zur Verfügung gestellt werden muss. Auf diese Weise bewirkt die erfindungsgemäße Vorrichtung, dass eine Batterie energiesparend geprüft werden kann.The invention, by coordinating (preferably even synchronizing) the processes of charging and discharging, ensures that the electrical energy does not have to be fed into a municipal grid or that heat is lost, so that hardly any electrical energy is available from the external grid must be made. In this way, the device according to the invention that a battery can be energy-saving tested.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind in beiden Prüfständen die jeweiligen Batterien sowohl entlad- als auch ladbar. Dann ist entsprechend ein aufeinander abgestimmtes Entladen der Batterie im zweiten Prüfstand und ein Laden der Batterie im ersten Prüfstand möglich. Typischerweise wird man zumindest eine der Batterien zwischendrin austauschen, sodass die zweite Batterie aus der ersten geladen wird und später zum Laden einer dritten Batterie im ersten Prüfstand genutzt wird.In a preferred embodiment, the respective batteries are both dischargeable and loadable in both test stands. Then, a coordinated discharge of the battery in the second test stand and a charging of the battery in the first test bench is possible accordingly. Typically, at least one of the batteries will be replaced in-between so that the second battery is charged from the first and later used to charge a third battery in the first test bench.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben, in derHereinafter, a preferred embodiment of the invention will be described with reference to the drawing, in which
Batterien, insbesondere als Traktionsbatterien für Elektromobile oder Hybridfahrzeuge vorgesehene Batterien, sollen nach ihrer Bereitstellung im Rahmen des Herstellungsvorgangs dann auch noch geprüft werden, ob sie ausreichend funktionsfähig sind. Im Rahmen der Prüfung werden die Batterien zunächst geladen und sodann entladen.Batteries, in particular batteries provided as traction batteries for electric vehicles or hybrid vehicles, should then also be checked after their provision as part of the manufacturing process as to whether they are sufficiently functional. As part of the test, the batteries are first charged and then discharged.
Die Batterien durchlaufen vorliegend eine Mehrzahl von Prüfständen. In dem einen Prüfstand werden sie geladen, um nachfolgend im darauffolgenden Prüfstand entladen zu werden, dann werden sie im nochmals darauffolgenden Prüfstand wieder geladen etc.
Vorliegend sei die Batterie
Die Situation gemäß
Wie anhand von
Zur Erweiterung des Beispiels gemäß
Die Erfindung ist in diesen Aspekten ist vor allem deswegen relevant, weil die einzelnen Prüfräume durch menschliches Bedienpersonal während der Prüfung nicht betreten werden dürfen. Die Batterien werden über Schleusen zugeführt und in den Prüfsträngen jeweils automatisch kontaktiert. Durch die Anordnung in dem genannten Beispiel ist zum Beispiel gewährleistet, dass keine Zeit zum Prüfen der Batterien verloren geht, sondern alle Prüfstränge effizient genutzt werden. Auf diese Weise wird ein Just-in-Time-Prinzip verwirklicht.The invention is relevant in these aspects, above all because the individual test rooms must not be entered by human operating personnel during the test. The batteries are fed via locks and contacted automatically in the test sections. For example, the arrangement in the example given ensures that no time is lost to test the batteries, but all test strings are used efficiently. In this way, a just-in-time principle is realized.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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