DE102012216475A1 - Battery module for use in e.g. hybrid car, has connector which connects first battery cell electrically to second battery cell by overlapping fillet weld portion - Google Patents

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Sonja Dudziak
Godehard Schmitz
Claudia Speidel
Christof Kobler
Reiner Ramsayer
Jens Koenig
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

The battery module has a connector (15) which connects the first battery cell (3) electrically to the second battery cell by an overlapping fillet weld portion (17). The overlapping fillet weld portion is formed by laser welding, plasma-arc welding or electromagnetic pulse welding. The connector is made of material selected from aluminum, copper, silver and/or gold. An independent claim is included for method for preparation of battery module.

Description

Stand der TechnikState of the art

Batteriezellen können zu Batteriemodulen verbunden werden, um mehr Energie bereitstellen zu können. Mehrere Batteriemodule können ferner zu Batteriepacks, auch als Batteriesysteme bezeichnet, verbunden werden. Die Batteriezellen eines Batteriemoduls werden dabei in der Regel durch Zellverbinder miteinander elektrisch verbunden. Battery cells can be connected to battery modules to provide more energy. Several battery modules may also be connected to battery packs, also referred to as battery systems. The battery cells of a battery module are usually electrically connected to each other by cell connectors.

Die bekannten Zellverbinder weisen eine Bohrung an jeder Kontaktstelle zu den Batteriezellen auf. Ferner weisen die Kontaktstellen der Batteriezellen jeweils einen Pin auf, der durch die Bohrung des Zellverbinders geführt wird. Der Pin kann dabei mit oder ohne Gewinde ausgeführt sein. Der Pin wird bisher üblicherweise mit dem Zellverbinder verschraubt, in neueren Modulen werden Pins an der Bohrung verschweißt. The known cell connectors have a bore at each contact point to the battery cells. Furthermore, the contact points of the battery cells each have a pin which is guided through the bore of the cell connector. The pin can be designed with or without thread. The pin is usually screwed to the cell connector, in newer modules pins are welded to the hole.

Die Schweißung wird als I-Stoß-Geometrie ausgeführt und muss somit hohen Anforderungen hinsichtlich einer hohen Präzision der Positionierung z.B. eines Laserstrahls zur Fügestelle entsprechen. Ferner muss sowohl der Pin an der Kontaktstelle zur Batteriezelle als auch die Bohrung im Zellverbinder mit hoher Präzision hergestellt werden. Dies kann mit hohen Kosten verbunden sein. Des Weiteren muss die Bohrung bei der Herstellung eines Batteriemoduls zum Teil manuell auf dem Pin positioniert und gegebenenfalls auf den Pin aufgehämmert werden. Dies kann mit zusätzlichem Arbeitsaufwand und zusätzlichen Kosten verbunden sein.The weld is carried out as an I-joint geometry and thus has to meet high requirements in terms of high precision positioning, e.g. correspond to a laser beam to the joint. Furthermore, both the pin at the contact point to the battery cell and the hole in the cell connector must be made with high precision. This can be associated with high costs. Furthermore, during the production of a battery module, the bore must be partially manually positioned on the pin and optionally hammered onto the pin. This can be associated with additional work and additional costs.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es kann ein Bedarf an einem verbesserten Batteriemodul und einem verbesserten Herstellungsverfahren für ein entsprechendes Batteriemodul bestehen, die insbesondere eine kostengünstigere Herstellung des Batteriemoduls ermöglichen.There may be a need for an improved battery module and an improved manufacturing method for a corresponding battery module, which in particular allow a cheaper production of the battery module.

Dieser Bedarf kann durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gedeckt werden. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. This need can be met by the subject matter of the present invention according to the independent claims. Advantageous embodiments of the present invention are described in the dependent claims.

Im Folgenden werden Merkmale, Einzelheiten und mögliche Vorteile einer Vorrichtung gemäß Ausführungsformen der Erfindung im Detail diskutiert.In the following, features, details and possible advantages of a device according to embodiments of the invention will be discussed in detail.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Batteriemodul vorgestellt. Das Batteriemodul weist eine erste Batteriezelle, eine zweite Batteriezelle und ein Verbindungselement auf. Das Verbindungselement verbindet die erste Batteriezelle elektrisch und thermisch mit der zweiten Batteriezelle. Dabei ist das Verbindungselement mit mindestens einer der Batteriezellen mittels einer Überlappschweißung verbunden.According to a first aspect of the invention, a battery module is presented. The battery module has a first battery cell, a second battery cell and a connecting element. The connecting element electrically and thermally connects the first battery cell to the second battery cell. In this case, the connecting element is connected to at least one of the battery cells by means of overlap welding.

Anders ausgedrückt basiert die Idee der vorliegenden Erfindung darauf, auf einen Pin an der Kontaktstelle der Batteriezelle und auch auf eine Bohrung am Verbindungselement zu verzichten bzw. diese entfallen zu lassen und direkt durch das Verbindungselement hindurch auf eine Kontaktstelle der Batteriezelle zu schweißen. D.h. eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der Batteriezelle und dem Verbindungselement, insbesondere zwischen der Kontaktstelle der Batteriezelle und dem Verbindungselement wird direkt mittels einer Überlappschweißung hergestellt, ohne dass weitere Bauelemente notwendig sind. In other words, the idea of the present invention is based on dispensing with or eliminating a pin at the contact point of the battery cell and also on a bore on the connection element and welding directly through the connection element to a contact point of the battery cell. That a cohesive connection between the battery cell and the connecting element, in particular between the contact point of the battery cell and the connecting element is produced directly by means of a lap weld, without further components are necessary.

Durch den Verzicht auf einen Pin und die Notwendigkeit den Pin durch eine Bohrung des Verbindungselements durchzuführen, können die Verfahrensschritte bei der Herstellung eines Batteriemoduls reduziert werden. Ferner ist beim Zusammenfügen der Batteriezellen mit dem Verbindungselement eine geringere Präzision erforderlich. Somit kann ein Arbeitsaufwand bei der Herstellung des Batteriemoduls bei gleichbleibender Qualität erheblich reduziert werden. Gegebenenfalls können hierdurch Teile des Herstellungsprozesses oder der gesamte Herstellungsprozess automatisiert werden. By eliminating a pin and the need to perform the pin through a bore of the connector, the process steps in the manufacture of a battery module can be reduced. Furthermore, when assembling the battery cells with the connecting element, a lower precision is required. Thus, a workload in the production of the battery module can be significantly reduced while maintaining quality. Optionally, this can automate parts of the manufacturing process or the entire manufacturing process.

Das Batteriemodul kann beispielsweise in Hybrid- oder in Elektrofahrzeugen verwendet werden. Ferner kann ein erfindungsgemäßes Batteriemodul beispielsweise an Gebäuden zum Beispiel in Zusammenhang mit Solarzellen verwendet werden. The battery module can be used for example in hybrid or electric vehicles. Furthermore, a battery module according to the invention can be used, for example, on buildings, for example in connection with solar cells.

Ein Batteriemodul weist dabei mindestens eine erste und eine zweite Batteriezelle auf. Insbesondere können mehrere Batteriezellen im Batteriemodul vorgesehen sein. Beispielsweise weist ein Batteriemodul zwischen 5 und 13 Batteriezellen auf. A battery module has at least a first and a second battery cell. In particular, a plurality of battery cells may be provided in the battery module. For example, a battery module has between 5 and 13 battery cells.

Die Batteriezellen können beispielsweise als Lithiumionenbatterien ausgeführt sein. Ferner können die Batteriezellen als Bleiakkus-, als Nickelwasserstoff- oder Nickeleisenakkus, als Lithiummangan-, Lithiumtitan- oder Lithiumschwefelakkus ausgeführt sein. The battery cells can be designed, for example, as lithium-ion batteries. Furthermore, the battery cells can be embodied as lead-acid batteries, as nickel-hydrogen or nickel-iron batteries, as lithium-manganese, lithium-titanium or lithium-sulfur batteries.

Die Batteriezellen eines Batteriemoduls können durch ein Verspannelement gegeneinander gepresst sein. Hierdurch kann die Lebensdauer der Batteriezellen positiv beeinflusst werden.The battery cells of a battery module can be pressed against each other by a clamping element. As a result, the life of the battery cells can be positively influenced.

Ferner sind die Batteriezellen durch ein oder durch mehrere Verbindungselemente elektrisch untereinander verbunden. Das Verbindungselement kann dabei auch als Zellverbinder bezeichnet werden. Ein Verbindungselement kann dabei zwei Batteriezellen elektrisch miteinander verbinden. Ferner kann ein einzelnes Verbindungselement alle Batteriezellen des Batteriemoduls elektrisch miteinander verbinden. Alternativ können mehrere Verbindungselemente im Batteriemodul vorgesehen sein. Das Verbindungselement kann ferner mit einem Ausgang des Batteriemoduls verbunden sein und auf diese Weise mehrere Batteriemodule miteinander verbinden. Alternativ kann ein Verbindungselement mit einer Sicherungseinheit oder Shunt verbunden sein. Des Weiteren kann ein Verbindungselement an eine Stromschiene verbunden werden. Das Verbindungselement kann ebenso direkt oder indirekt an einen Verbraucher, wie z.B. einen Elektromotor verbunden werden. Furthermore, the battery cells are electrically connected to each other by one or more connecting elements. The connecting element can also be referred to as a cell connector become. A connecting element can electrically connect two battery cells with each other. Further, a single connector may electrically interconnect all of the battery cells of the battery module. Alternatively, a plurality of connecting elements may be provided in the battery module. The connecting element may also be connected to an output of the battery module and in this way connect a plurality of battery modules together. Alternatively, a connector may be connected to a fuse unit or shunt. Furthermore, a connecting element can be connected to a busbar. The connecting element can also be connected directly or indirectly to a consumer, such as an electric motor.

Das Verbindungselement kann ferner flexibel ausgeführt sein, um zum Beispiel Toleranzen, wie Höhenunterschiede, zwischen den einzelnen Batteriezellen ausgleichen zu können.The connecting element can also be made flexible, for example, to be able to compensate for tolerances, such as height differences, between the individual battery cells.

Dabei ist das Verbindungselement durch eine Überlappschweißung mit mindestens einer der Batteriezellen stoffschlüssig verbunden. Vorzugsweise ist das Verbindungselement mit jeder der Batteriezellen, d.h. mit der ersten Batteriezelle, mit der zweiten Batteriezelle und gegebenenfalls mit weiteren Batteriezellen durch eine Überlappschweißung verbunden. In this case, the connecting element is integrally connected by an overlap welding with at least one of the battery cells. Preferably, the connector is connected to each of the battery cells, i. connected to the first battery cell, with the second battery cell and optionally with other battery cells by a lap weld.

Eine Überlappschweißung kann dabei bedeuten, dass die Schweißung direkt durch das Verbindungselement hindurch auf eine Kontaktstelle der Batteriezelle stattfindet. Die Überlappschweißung kann auch als Durchschweißung bezeichnet werden. Der Begriff Überlappschweißung kann die Geometrie der Fügestelle als überlappend bzw. übereinandergelegt beschreiben. Dabei kann die Überlappschweißung zum Beispiel eine flächige Widerstandsschweißung sein. Die zu fügenden Bauteile, d.h. die Kontaktstelle der Batteriezelle und das Verbindungselement, überlappen sich dabei. Ferner können die zu fügenden Bauteile während des Schweißvorgangs aneinander gepresst werden, um einen optimalen Kontakt der zu fügenden Bauteile über die gesamte Schweißfläche zu gewährleisten und dadurch die stoffschlüssige Verbindung zu verbessern.An overlap welding can mean that the welding takes place directly through the connecting element to a contact point of the battery cell. The overlap welding can also be referred to as Durchschweißung. The term overlap welding can describe the geometry of the joint as overlapping or superimposed. In this case, the overlap welding, for example, be a surface resistance welding. The components to be joined, i. the contact point of the battery cell and the connecting element overlap. Furthermore, the components to be joined during the welding process can be pressed against each other to ensure optimum contact of the components to be joined over the entire welding surface and thereby improve the cohesive connection.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Überlappschweißung als Kehlnahtschweißung ausgeführt. Dabei kann eine Kehlnahtschweißung bedeuten, dass die Kehlnähte entlang einer keilförmigen Kante der zu verbindenden Teile angebracht sind. Das Grundprofil der Kehlnahtschweißung bzw. der Kehlschweißnaht kann ein gleichseitiges rechtwinkliges Dreieck sein. Die erste Kathete dieses Dreiecks kann dabei zum Beispiel mit einer Oberfläche der Kontaktstelle der Batterie stoffschlüssig verbunden sein. Die zweite Kathete dieses Dreiecks kann mit einer Oberfläche des Verbindungselements stoffschlüssig verbunden sein. According to one embodiment of the invention, the overlap welding is executed as fillet weld. In this case, a fillet weld can mean that the fillet welds are made along a wedge-shaped edge of the parts to be joined. The basic profile of the fillet weld or the fillet weld can be an equilateral right triangle. For example, the first catheter of this triangle can be materially connected to a surface of the contact point of the battery. The second catheter of this triangle may be materially connected to a surface of the connecting element.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die erste Batteriezelle eine erste Kontaktstelle und eine zweite Kontaktstelle auf. Die zweite Batteriezelle weist dabei ebenfalls eine erste Kontaktstelle und eine zweite Kontaktstelle auf. Das Verbindungselement verbindet die erste Kontaktstelle der ersten Batteriezelle elektrisch mit der zweiten Kontaktstelle der zweiten Batteriezelle.According to a further exemplary embodiment of the invention, the first battery cell has a first contact point and a second contact point. The second battery cell also has a first contact point and a second contact point. The connecting element electrically connects the first contact point of the first battery cell with the second contact point of the second battery cell.

Die erste Kontaktstelle kann auch als erste Kontaktfläche und die zweite Kontaktstelle als zweite Kontaktfläche bezeichnet werden. Dabei können die erste Kontaktfläche und die zweite Kontaktfläche den Polen der Batteriezelle, insbesondere jeweils dem Pluspol und dem Minuspol entsprechen.The first contact point can also be referred to as the first contact surface and the second contact point as the second contact surface. In this case, the first contact surface and the second contact surface may correspond to the poles of the battery cell, in particular in each case the positive pole and the negative pole.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die erste Kontaktstelle der ersten Batteriezelle und die zweite Kontaktstelle der zweiten Batteriezelle jeweils derart flächig ausgeführt, dass eine Überlappschweißung möglich ist.According to a further embodiment of the invention, the first contact point of the first battery cell and the second contact point of the second battery cell are each made such flat, that an overlap welding is possible.

Anders ausgedrückt ist kein Pin auf der jeweiligen Kontaktstelle vorgesehen. Ferner kann jede der Kontaktstellen als ebene Auflagefläche ausgeführt sein, an der das Verbindungselement, welches ebenfalls einen entsprechenden ebenen Bereich aufweist bündig aufliegt. Die Abmessungen der Kontaktstellen und der ebenen Bereiche der Verbindungselemente können aufeinander abgestimmt und entsprechend dimensioniert sein.In other words, no pin is provided on the respective pad. Furthermore, each of the contact points can be designed as a flat bearing surface, on which the connecting element, which likewise has a corresponding planar area, rests flush. The dimensions of the contact points and the planar areas of the connecting elements can be matched to one another and dimensioned accordingly.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verbindungselement ein Material oder eine Kombination von Materialien aus der folgenden Gruppe von Materialien auf: Aluminium (Al), Kupfer (Cu), Silber (Ag) und Gold (Au). Insbesondere kann das Verbindungselement Legierungen mit den genannten Materialien aufweisen. According to a further embodiment of the invention, the connecting element comprises a material or a combination of materials from the following group of materials: aluminum (Al), copper (Cu), silver (Ag) and gold (Au). In particular, the connecting element may comprise alloys with the materials mentioned.

Diese Materialien bzw. Legierungen können eine optimale elektrische Leitfähigkeit aufweisen und können ferner für eine Überlapp- bzw. eine Durchschweißung gut geeignet sein. These materials or alloys may have optimum electrical conductivity and may also be well suited for overlap or through-penetration.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verbindungselement ein Vollmaterial und/oder ein Schichtmaterial und/oder ein Litzenmaterial auf. Insbesondere kann das Verbindungselement aus Vollmaterial bestehen. Das heißt, das Verbindungselement weist keine Hohlräume oder Ausnehmungen auf. Insbesondere weist das aus Vollmaterial gebildete Verbindungselement keine Bohrungen oder Durchführungen auf. Zusätzlich oder alternativ kann das Verbindungselement ein Schichtmaterial aufweisen. Das heißt, das Verbindungselement kann mehrere Schichten des gleichen oder unterschiedlicher Materialen aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann das Verbindungselement ein Litzenmaterial aufweisen. Das heißt, das Verbindungselement kann mehrere Drähte des gleichen oder unterschiedlicher Materialen aufweisen, welche miteinander verbunden, verpresst oder verwebt sind. According to a further exemplary embodiment of the invention, the connecting element has a solid material and / or a layer material and / or a strand material. In particular, the connecting element may consist of solid material. That is, the connecting element has no cavities or recesses. In particular, the connecting element formed from solid material has no holes or bushings. Additionally or alternatively, the connecting element may comprise a layer material. That is, the connecting element may have multiple layers of the same or have different materials. Additionally or alternatively, the connecting element may comprise a stranded material. That is, the connecting element may comprise a plurality of wires of the same or different materials, which are interconnected, pressed or interwoven.

Die stoffschlüssige Verbindung zwischen den Batteriezellen und dem Verbindungselement mittels der Überlappschweißung kann dabei durch unterschiedliche Schweißverfahren hergestellt sein. The cohesive connection between the battery cells and the connecting element by means of overlap welding can be produced by different welding methods.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Überlappschweißung durch Laserschweißen hergestellt. Insbesondere ist die Überlappschweißung durch Lasertiefschweißen mit hochbrillanten Strahlenquellen hergestellt. Durch das Laserschweißen können die zu fügenden Bauteile mit hoher Schweißgeschwindigkeit und mit geringem thermischem Verzug stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Ferner ist bei einer Überlappschweißung durch Laserschweißen kein Zusatzwerkstoff notwendig. According to a further embodiment of the invention, the overlap welding is produced by laser welding. In particular, the overlap welding is produced by laser deep welding with highly brilliant radiation sources. By laser welding, the components to be joined with a high welding speed and low thermal distortion can be firmly bonded together. Furthermore, in an overlap welding by laser welding no filler material is necessary.

Beim Laserschweißen absorbieren die zu fügenden Bauteile, also das Verbindungselement und die Kontaktstelle der Batteriezelle, die Laserleistung, wodurch ein schneller Anstieg der Temperatur über die Schmelztemperatur von Metall hinaus erfolgt, so dass sich eine Schmelze bildet. Beim Abkühlen entsteht die Schweißnaht als Überlappschweißung. During laser welding, the components to be joined, ie the connecting element and the contact point of the battery cell, absorb the laser power, whereby a rapid increase of the temperature beyond the melting temperature of metal takes place, so that a melt is formed. Upon cooling, the weld is produced as overlap welding.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Überlappschweißung durch Plasmaschweißen hergestellt. Insbesondere kann die Überlappschweißung durch Mikroplasmaschweißen hergestellt sein. Plasma kann dabei ein durch einen Lichtbogen hocherhitztes elektrisch leitfähiges Gas sein, welches als Wärmequelle dient. Das Plasmaschweißen ermöglicht dabei hohe Schweißgeschwindigkeiten. Ferner wird durch ein Plasma, welches als Gasgemisch zum Beispiel aus Argon und Wasserstoff oder Argon und Helium ausgeführt sein kann, die an den zu fügenden Bauteilen entstehende Schmelze vor Oxidation geschützt. Durch Mikroplasmaschweißen mit einem Schweißstrombereich zwischen 0,5 und 15 Ampere können ferner relativ dünne Verbindungselemente, zum Beispiel mit einer Dicke von 0,1 mm, durch eine Überlappschweißung an die Batteriezelle angebunden werden. According to a further embodiment of the invention, the overlap welding is produced by plasma welding. In particular, the overlap welding can be made by micro-plasma welding. In this case, plasma can be an electrically conductive gas that is highly heated by an arc and serves as a heat source. Plasma welding enables high welding speeds. Furthermore, by a plasma, which can be designed as a gas mixture, for example, of argon and hydrogen or argon and helium, the resulting melt on the components to be joined protected from oxidation. By micro-plasma welding with a welding current range between 0.5 and 15 amps can also be relatively thin fasteners, for example, with a thickness of 0.1 mm, connected by a lap weld to the battery cell.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Überlappschweißung durch elektromagnetisches Pulsschweißen, auch als EMP-Schweißen bezeichnet, hergestellt. Beim EMP-Schweißen erfährt eines der zu fügenden Bauteile einen Impuls mit Hilfe einer Magnetspule, durch die ein sehr hoher Stromimpuls fließt. Durch die hohe Geschwindigkeit des Zusammenpralls der Bauteile kommt es zu einer stoffschlüssigen Verbindung innerhalb von ca. 25 µs. Dabei wird kaum Wärme in die Bauteile eingebracht, so dass auch Bauteile mit Materialien mit unterschiedlichen Schmelztemperaturen verschweißt werden können. According to a further exemplary embodiment of the invention, the overlap welding is produced by electromagnetic pulse welding, also referred to as EMP welding. In EMP welding, one of the components to be joined experiences a pulse by means of a magnetic coil, through which a very high current pulse flows. Due to the high speed of the collision of the components, a cohesive connection occurs within approx. 25 μs. In this case, hardly any heat is introduced into the components, so that components with materials with different melting temperatures can be welded.

Alternativ können weitere Schweißverfahren, wie zum Beispiel Ultraschallschweißen zum Herstellen der Überlappschweißung verwendet werden.Alternatively, other welding methods, such as ultrasonic welding, may be used to make the lap weld.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines oben beschriebenen Batteriemoduls vorgestellt. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Bereitstellen einer ersten Batteriezelle; Bereitstellen einer zweiten Batteriezelle; elektrisches Verbinden der erste Batteriezelle mit der zweiten Batteriezelle durch ein Verbindungselement. Dabei ist das Verbindungselement mit mindestens einer der Batteriezellen mittels einer Überlappschweißung verbunden.According to a second aspect of the invention, a method for manufacturing a battery module described above is presented. The method comprises the following steps: providing a first battery cell; Providing a second battery cell; electrically connecting the first battery cell to the second battery cell through a connector. In this case, the connecting element is connected to at least one of the battery cells by means of overlap welding.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen, die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend auszulegen sind, unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen ersichtlich.Other features and advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following description of exemplary embodiments, which are not to be construed as limiting the invention with reference to the accompanying drawings.

1 zeigt einen Querschnitt durch eine Batteriezelle mit einem Pin und ein Verbindungselement mit einer Bohrung gemäß dem Stand der Technik 1 shows a cross section through a battery cell with a pin and a connecting element with a bore according to the prior art

2 zeigt einen Querschnitt durch eine Batteriezelle mit einem Verbindungselement gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung 2 shows a cross section through a battery cell with a connecting element according to an embodiment of the invention

3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Batteriemoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung 3 shows a perspective view of a battery module according to an embodiment of the invention

Alle Figuren sind lediglich schematische Darstellungen erfindungsgemäßer Vorrichtungen bzw. ihrer Bestandteile gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung. Insbesondere Abstände und Größenrelationen sind in den Figuren nicht maßstabsgetreu wiedergegeben. In den verschiedenen Figuren sind sich entsprechende Elemente mit den gleichen Referenznummern versehen. All figures are merely schematic representations of devices according to the invention or of their components according to embodiments of the invention. In particular, distances and size relationships are not shown to scale in the figures. In the various figures, corresponding elements are provided with the same reference numbers.

In 1 ist ein Ausschnitt eines bekannten Batteriemoduls vor der Verbindung von Batteriezellen durch das Verbindungselement 21‘ gezeigt. Dabei weist das Verbindungselement 21‘ eine Bohrung 23‘ auf, durch die ein Pin 25‘ der Batteriezelle geführt werden kann. Nach Durchführen des Pins 25‘ kann der Pin 25‘ mit dem Verbindungselement 21‘ verschraubt oder zum Beispiel in I-Stoß-Geometrie verschweißt werden. Eine derartige Verschweißung ist mit hohen Anforderungen an die Präzision der Positionierung des Schweißgeräts, zum Beispiel eines Laserstrahls, zur Fügestelle verbunden. Ferner müssen auch der Pin 25‘ an der Batteriezelle und die Bohrung 23‘ am Verbindungselement 21‘ mit hoher Präzision gefertigt werden. Dies kann mit einem hohen Arbeitsaufwand und hohen Kosten verbunden sein. Ferner kann der Arbeitsaufwand bei der Herstellung eines entsprechenden Batteriemoduls dadurch erhöht werden, dass der Pin 25‘ manuell durch die Bohrung 23‘ geführt werden muss. Des Weiteren muss die Bohrung 23‘ gegebenenfalls manuell auf den Pin 25‘ gehämmert werden.In 1 is a section of a known battery module before the connection of battery cells through the connecting element 21 ' shown. In this case, the connecting element 21 ' a hole 23 ' on, through which a pin 25 ' the battery cell can be performed. After passing the pin 25 ' can the pin 25 ' with the connecting element 21 ' screwed or welded, for example in I-joint geometry. Such a weld is associated with high demands on the precision of the positioning of the welding apparatus, for example a laser beam, to the joint. Furthermore, the pin must also 25 ' on the battery cell and the hole 23 ' on the connecting element 21 ' be manufactured with high precision. This can be associated with a high workload and high costs. Furthermore, the amount of work involved in the production of a corresponding battery module can be increased by the fact that the pin 25 ' manually through the hole 23 ' must be led. Furthermore, the hole must 23 ' if necessary manually on the pin 25 ' to be hammered.

In 2 ist ein Ausschnitt eines Batteriemoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Dabei zeigt 2 einen oberen Teil einer ersten Batteriezelle 3 mit einer ersten Kontaktstelle 7. Die Kontaktstelle 7 ist dabei flächig bzw. eben, d.h. ohne einen Pin 25‘ ausgeführt. Ein Verbindungselement 15 ist dabei ebenfalls flächig und ohne Bohrung 23‘ ausgeführt. Insbesondere kann das Verbindungselement 15 aus Vollmaterial oder aus Schichtmaterial gefertigt sein. Das Verbindungselement 15 ist dabei direkt auf der ersten Kontaktstelle 7 angeordnet und mittels einer Überlappschweißung 17 mit der ersten Batteriezelle 3 verbunden. In 2 a section of a battery module according to an embodiment of the invention is shown. It shows 2 an upper part of a first battery cell 3 with a first contact point 7 , The contact point 7 is flat or even, ie without a pin 25 ' executed. A connecting element 15 is also flat and without a hole 23 ' executed. In particular, the connecting element 15 made of solid material or of layer material. The connecting element 15 is right at the first contact point 7 arranged and by means of a lap weld 17 with the first battery cell 3 connected.

Bei einer derartigen Ausgestaltung des Batteriemoduls kann die Bohrung 23‘ im Verbindungselement 15 und der Pin 25‘ an der Batteriezelle 3 entfallen, da hierbei direkt durch das Verbindungselement 15 auf die Kontaktstelle 7 der Batterie 3 geschweißt wird. Anders ausgedrückt wird bei dem erfindungsgemäßen Batteriemodul eine Überlappschweißung 17 realisiert.In such an embodiment of the battery module, the bore 23 ' in the connecting element 15 and the pin 25 ' at the battery cell 3 omitted, since in this case directly through the connecting element 15 to the contact point 7 the battery 3 is welded. In other words, in the battery module according to the invention an overlap welding 17 realized.

Dabei wird zur Herstellung der Schweißnaht in 2 ein Laserstrahl 19 verwendet. Das heißt, die Überlappschweißung 17 wird durch Laserschweißen hergestellt. Alternativ kann die Überlappschweißung 17 durch elektromagnetisches Pulsschweißen, durch Plasmaschweißen oder durch Ultraschallschweißen hergestellt werden. It is used to make the weld in 2 a laser beam 19 used. That is, the overlap welding 17 is made by laser welding. Alternatively, the overlap welding 17 be produced by electromagnetic pulse welding, by plasma welding or by ultrasonic welding.

In 3 ist ein Batteriemodul 1 dargestellt. Das Batteriemodul 1 weist eine erste Batteriezelle 3 und eine zweite Batteriezelle 5 auf. Ferner sind weitere Batteriezellen im Batteriemodul 1 vorgesehen. Die Batteriezellen 3, 5 des Batteriemoduls 1 werden zum Beispiel mit Hilfe eines Verspannelements 18 gegeneinandergedrückt um die Lebensdauer der Batteriezellen 3, 5 zu erhöhen. In 3 is a battery module 1 shown. The battery module 1 has a first battery cell 3 and a second battery cell 5 on. Furthermore, further battery cells are in the battery module 1 intended. The battery cells 3 . 5 of the battery module 1 For example, with the help of a bracing element 18 pressed against each other for the life of the battery cells 3 . 5 to increase.

Die erste Batteriezelle 3 weist eine erste Kontaktstelle 7 und eine zweite Kontaktstelle 9 auf. Ferner weist die zweite Batteriezelle 5 eine erste Kontaktstelle 11 und eine zweite Kontaktstelle 13 auf. Die erste Kontaktstelle 7 der ersten Batteriezelle 3 ist mit der zweiten Kontaktstelle 13 der zweiten Batteriezelle 5 mittels der Verbindungselements 15 elektrisch verbunden. Das Verbindungselement 15 ist dabei durch Überlappschweißungen 17 mit den Kontaktstellen 7, 13 verbunden. Ferner können weitere Verbindungselemente 15 im Batteriemodul 1 vorgesehen sein und weitere Kontaktstellen 7, 9, 11, 13 von weiteren Batteriezellen miteinander verbinden. Diese sind jedoch nicht den Fig. dargestellt.The first battery cell 3 has a first contact point 7 and a second contact point 9 on. Furthermore, the second battery cell 5 a first contact point 11 and a second contact point 13 on. The first contact point 7 the first battery cell 3 is with the second contact point 13 the second battery cell 5 by means of the connecting element 15 electrically connected. The connecting element 15 is thereby by overlap welding 17 with the contact points 7 . 13 connected. Furthermore, further connecting elements 15 in the battery module 1 be provided and other contact points 7 . 9 . 11 . 13 connect from other battery cells together. However, these are not shown in the figure.

Abschließend wird angemerkt, dass Ausdrücke wie „aufweisend“ oder ähnliche nicht ausschließen sollen, dass weitere Elemente oder Schritte vorgesehen sein können. Des Weiteren sei darauf hingewiesen, dass „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Außerdem können in Verbindung mit den verschiedenen Ausführungsformen beschriebene Merkmale beliebig miteinander kombiniert werden. Es wird ferner angemerkt, dass die Bezugszeichen in den Ansprüchen nicht als den Umfang der Ansprüche beschränkend ausgelegt werden sollen.Finally, it should be noted that terms such as "having" or the like are not intended to exclude that other elements or steps may be provided. It should also be noted that "a" or "an" does not exclude a multitude. In addition, features described in connection with the various embodiments may be combined with each other as desired. It is further noted that the reference signs in the claims should not be construed as limiting the scope of the claims.

Claims (10)

Batteriemodul (1), das Batteriemodul (1) aufweisend eine erste Batteriezelle (3); eine zweite Batteriezelle (5); ein Verbindungselement (15), welches die erste Batteriezelle (3) elektrisch mit der zweiten Batteriezelle (5) verbindet; dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (15) mit mindestens einer der Batteriezellen (3, 5) mittels einer Überlappschweißung (17) verbunden ist.Battery module ( 1 ), the battery module ( 1 ) comprising a first battery cell ( 3 ); a second battery cell ( 5 ); a connecting element ( 15 ), which the first battery cell ( 3 ) electrically connected to the second battery cell ( 5 ) connects; characterized in that the connecting element ( 15 ) with at least one of the battery cells ( 3 . 5 ) by means of an overlap weld ( 17 ) connected is. Batteriemodul (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Überlappschweißung (17) als Kehlnahtschweißung ausgeführt ist.Battery module ( 1 ) according to claim 1, wherein the overlap welding ( 17 ) is designed as fillet weld. Batteriemodul (1) gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, wobei die erste Batteriezelle (3) eine erste Kontaktstelle (7) und eine zweite Kontaktstelle (9) aufweist; wobei die zweite Batteriezelle (5) eine erste Kontaktstelle (11) und eine zweite Kontaktstelle (13) aufweist; wobei das Verbindungselement (15) die erste Kontaktstelle (7) der ersten Batteriezelle (3) mit der zweiten Kontaktstelle (13) der zweiten Batteriezelle (5) elektrisch verbindet.Battery module ( 1 ) according to one of claims 1 and 2, wherein the first battery cell ( 3 ) a first contact point ( 7 ) and a second contact point ( 9 ) having; wherein the second battery cell ( 5 ) a first contact point ( 11 ) and a second contact point ( 13 ) having; the connecting element ( 15 ) the first contact point ( 7 ) of the first battery cell ( 3 ) with the second contact point ( 13 ) of the second battery cell ( 5 ) electrically connects. Batteriemodul (1) gemäß Anspruch 3, wobei die erste Kontaktstelle (7) der ersten Batteriezelle (3) und die zweite Kontaktstelle (13) der zweiten Batteriezelle (5) derart flächig ausgeführt sind, dass eine Überlappschweißung (17) möglich ist.Battery module ( 1 ) according to claim 3, wherein the first contact point ( 7 ) of the first battery cell ( 3 ) and the second contact point ( 13 ) of the second battery cell ( 5 ) are designed so flat that a lap weld ( 17 ) is possible. Batteriemodul (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Verbindungselement (15) ein Material oder eine Kombination von Materialien aus der folgenden Gruppe von Materialien aufweist: Aluminium, Kupfer, Silber und Gold. Battery module ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, wherein the connecting element ( 15 ) comprises a material or a combination of materials from the following group of materials: aluminum, copper, silver and gold. Batteriemodul (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Verbindungselement (15) ein Vollmaterial und/oder ein Schichtmaterial und/oder ein Litzenmaterial aufweist. Battery module ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, wherein the connecting element ( 15 ) comprises a solid material and / or a layer material and / or a stranded material. Batteriemodul (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Überlappschweißung (17) durch Laserschweißen hergestellt ist. Battery module ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, wherein the overlap welding ( 17 ) is produced by laser welding. Batteriemodul (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Überlappschweißung (17) durch Plasmaschweißen hergestellt ist.Battery module ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, wherein the overlap welding ( 17 ) is produced by plasma welding. Batteriemodul (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Überlappschweißung (17) durch elektromagnetisches Pulsschweißen hergestellt ist.Battery module ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, wherein the overlap welding ( 17 ) is produced by electromagnetic pulse welding. Verfahren zur Herstellung eines Batteriemoduls (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, das Verfahren aufweisend die folgenden Schritte Bereitstellen einer ersten Batteriezelle (3); Bereitstellen einer zweiten Batteriezelle (5); elektrisches Verbinden der ersten Batteriezelle (3) mit der zweiten Batteriezelle (5) durch ein Verbindungselement (15); gekennzeichnet dadurch, dass das Verbindungselement (15) mit mindestens einer der Batteriezellen (3, 5) mittels einer Überlappschweißung (17) verbunden ist.Method for producing a battery module ( 1 ) according to one of claims 1 to 9, the method comprising the following steps providing a first battery cell ( 3 ); Providing a second battery cell ( 5 ); electrically connecting the first battery cell ( 3 ) with the second battery cell ( 5 ) by a connecting element ( 15 ); characterized in that the connecting element ( 15 ) with at least one of the battery cells ( 3 . 5 ) by means of an overlap weld ( 17 ) connected is.
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