-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Montieren einer Batterie, bei dem mehrere Batteriezellen in einer Stapelrichtung hintereinander angeordnet und miteinander verspannt werden. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Batteriesystem. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem elektrisch betreibbaren Antriebssystem und einer Antriebsenergie für das Antriebssystem bereitstellenden Batterie.
-
Stand der Technik
-
Batterien mit mehreren Batteriezellen und Verfahren zum Montieren einer solchen Batterie sind allgemein bekannt. Um die Batteriezellen gemeinsam einfach handhaben zu können, werden diese vielfach miteinander in der Stapelrichtung verspannt. Beispielsweise werden die in der Stapelrichtung hintereinander angeordneten Batteriezellen, wie in der
DE 10 2009 029 019A1 offenbart, mit einem Spannband oder Spanngurt in der Stapelrichtung miteinander verspannt. Hierzu wird das Spannband einfach in einer die Stapelrichtung umfassenden Ebene um die gestapelten Batteriezellen herum geschlungen, sodass eine parallel zur Stapelrichtung wirkende Spannkraft erzeugt wird. Besonders fest können die Batteriezellen mit einem metallischen Spannband oder Spanngurt verspannt werden.
-
Eine Bewegung einzelner Batteriezellen relativ zu einer anderen der Batteriezellen parallel zur Stapelrichtung ist durch das Verspannen verhindert. Neben der einfachen Handhabbarkeit können sich verspannte Batteriezellen entlang der Stapelrichtung nicht relativ zueinander bewegen. Durch diese Fixierung der einzelnen Batteriezellen sind beispielsweise Kontaktierungen der Batteriezellen untereinander gegen mechanische Belastungen durch ein Verrutschen einzelner Batteriezellen in der Stapelrichtung geschützt.
-
Durch das Verspannen sind die Batteriezellen jedoch nicht ausreichend gegen ein Verrutschen quer zur Stapelrichtung gesichert. Verrutschen einzelne Batteriezellen relativ zu einer der anderen Batteriezellen, so können auch hierdurch Kontaktierungen der Batteriezellen und somit die Funktion der Batterie beeinträchtigt werden. Um zu verhindern, dass einzelne Batteriezellen quer zur Stapelrichtung relativ zu anderen Batteriezellen verrutschen können, ist aus dem Stand der Technik bspw. bekannt, dass mehrere Batteriezellen anstelle des Spannbandes mit einem Klebeband verspannt sind. Die Batteriezellen haften an dem Klebeband, wodurch diese an einem Verrutschen senkrecht zum Klebeband gehindert werden. Allerdings sind Klebebänder in der Regel elastischer als Spannbänder oder Spanngurte, sodass die Verspannung der Batteriezellen mit dem Klebeband weniger stabil ist als bei Verwendung eines Spannbandes oder Spanngurtes. Die Betriebssicherheit der Batterie ist durch das Klebeband nur unzureichend sichergestellt.
-
-
Offenbarung der Erfindung
-
Es wird erfindungsgemäß ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Verfügung gestellt, bei dem einander zugewandte Seiten zweier in direkter Nachbarschaft zueinander angeordneter Batteriezellen miteinander verklebt werden. Des Weiteren wird erfindungsgemäß ein Batteriesystem der eingangs genannten Art bereitgestellt. Darüber hinaus wird erfindungsgemäß ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art bereitgestellt.
-
Durch ein Verkleben der in direkter Nachbarschaft zueinander angeordneten Batteriezellen miteinander wird effektiv verhindert, dass sich eine der beiden miteinander verklebten Batteriezellen relativ zu der anderen Batteriezelle bewegen kann. Da die Verklebung unabhängig vom Verspannen der Batteriezellen ist, können die Batteriezellen durch das Verspannen entlang der Stapelrichtung gegen unerwünschte Relativbewegungen gesichert sein, ohne dass die Sicherung in der Stapelrichtung durch das Verkleben beeinträchtigt wird.
-
Vorteile der Erfindung
-
Die erfindungsgemäße Lösung kann durch verschiedene, jeweils für sich vorteilhafte, beliebig miteinander kombinierbare Ausgestaltungen weiter verbessert werden. Auf diese Ausgestaltungsformen und die mit ihnen verbundenen Vorteile ist im Folgenden eingegangen.
-
So kann zwischen den beiden benachbarten Batteriezellen ein Kleber angeordnet sein, an dem die beiden benachbarten Batteriezellen befestigt sind. Mit einem Kleber können die beiden Batteriezellen ohne Weiteres aneinander befestigt werden.
-
Insbesondere können die Batteriezellen ein Gehäuse und eine im Gehäuse angeordnete Elektrodenanordnung aufweisen, wobei Seitenwände der Gehäuse der beiden Batteriezellen miteinander verklebt sind.
-
Der Kleber kann ein Klebermaterial, beispielsweise eine Kleberschicht oder eine Kleberlage aufweisen. Ferner kann der Kleber eine Trägerschicht für das Klebermaterial aufweisen, wobei die Trägerschicht mit dem Klebermaterial durchtränkt oder beidseitig beschichtet sein kann. Beispielsweise ist der Kleber ein doppelseitiges Klebeband. Das Klebermaterial beziehungsweise der Kleber kann auf Acrylat, insbesondere modifiziertem Acrylat, Kautschuk, Bitumen oder Silikon basieren.
-
Der Kleber kann in der Stapelrichtung eine Dicke zwischen 10 µm und 250 µm und vorzugsweise eine Dicke von 50 µm aufweisen. Quer zur Stapelrichtung kann der Kleber eine Fläche aufweisen, die kleiner ist als die der jeweils anderen Batteriezelle zugewandten Seite einer der beiden benachbarten Batteriezellen. Vorzugsweise hat der Kleber quer zur Stapelrichtung eine Fläche, die halb so groß oder kleiner ist als die zu verklebende Seite der Batteriezelle.
-
Um bei der Montage der Batterie Korrekturen der Lagen der Batteriezellen relativ zueinander durchführen zu können, können die benachbarten Batteriezellen zuerst verspannt und danach miteinander verklebt werden. Die verspannten und noch nicht miteinander verklebten Batteriezellen können beispielsweise quer zur Stapelrichtung relativ zueinander verschoben werden, bis die Batteriezellen in der Stapelrichtung miteinander fluchten.
-
Damit die miteinander verspannten Batteriezellen aneinander kleben, kann beispielsweise ein flüssiges Klebermaterial zwischen die miteinander verspannten Batteriezellen gespritzt werden. Die Handhabung eines flüssigen Klebermaterials ist jedoch kompliziert und birgt das Risiko, dass das Klebermaterial Flächen benetzt, die nicht verklebt werden sollen. Erfindungsgemäß wird daher ein auf einem Trägerband aufgebrachter Kleber auf eine der Batteriezellen aufgeklebt, bevor die Batteriezellen miteinander verspannt werden, wobei zum Verkleben der Batteriezellen miteinander das Trägerband entfernt wird, nachdem die Batteriezellen miteinander verspannt wurden.
-
Zwar haftet der Kleber vor dem Entfernen des Trägerbandes an einer der beiden benachbart zueinander angeordneten Batteriezellen. Die andere der beiden benachbarten Batteriezellen ist jedoch im verspannten und noch nicht miteinander verklebten Zustand durch das Trägerband vom Kleber getrennt und folglich noch nicht von diesem verklebt. Ein Verschieben der beiden benachbarten Batteriezellen relativ zueinander quer zur Stapelrichtung ist daher noch möglich.
-
Das Trägerband schützt die noch nicht mit einer der Batteriezellen verklebte Seite des Klebers vor Verschmutzung und ein Entfernen des Trägerbandes nach dem Verspannen der Batteriezellen sorgt für eine luftblasenfreie Verbindung zwischen dem Kleber und der durch das Abziehen mit dem Kleber verklebten Batteriezelle.
-
Insbesondere kann das Trägerband eine mit dem Kleber versehene Haftseite und eine kleberfreie Gleitseite aufweisen, wobei die Haftseite mit einem mit dem Kleber versehenen Haftabschnitt und einen kleberfreien Abziehabschnitt aufweist. Das Trägerband verhindert, dass die noch nicht an einer der beiden benachbarten Batteriezellen haftende Seite des Klebers verschmutzt, wodurch die Hafteigenschaften des Klebers verringert werden würden. Ferner können auf dem Kleber haftende Partikel das Gehäuse der Batteriezelle zumindest im Laufe der Zeit beschädigen und hierdurch den Betrieb der Batteriezelle und folglich auch der Batterie beeinträchtigen.
-
Der Kleber kann so auf eine der beiden Batteriezellen aufgeklebt werden, dass zumindest ein freies Greifende des Abziehabschnittes quer zur Stapelrichtung einfach greifbar über der Batteriezelle übersteht. Zum Entfernen des Trägerbandes und folglich zum Verkleben der benachbarten Batteriezellen miteinander kann das Greifende gegriffen und vom Kleber gezogen werden. Ist das Trägerband entfernt, so ist auch die zweite der Batteriezellen mit dem Kleber verklebt, und zwar frei von Partikeln oder Luftblasen. Das Trägerband kann ein sogenannter Liner sein, auf dem der Kleber haftet, von dem der Kleber jedoch relativ einfach entfernt werden kann.
-
Das Trägerband kann beispielsweise Polyethylen, Polypropylen, Papier oder Zellulose aufweisen oder aus diesen Materialien bestehen. Um das Trägerband leichter vom Kleber lösen zu können, kann dieses mit Wachsen oder Silikonen behandelt sein.
-
Um das Risiko eines Reißens des Trägerbandes beim Abziehen des Trägerbandes zu verringern, kann das Trägerband im Bereich des Greifendes eine maximale Breite aufweisen. Vom Greifende weg kann die Breite des Trägerbandes abnehmen, wodurch ein Reißrisiko beim Entfernen des Trägerbandes sinkt.
-
Insbesondere kann das Trägerband trapezförmig oder dreieckig ausgeformt werden, wobei das Greifende eine breite Basisseite des zugeschnittenen Trägerbandes umfassen kann. Das Trägerband wird vorzugsweise aus einem Flächenmaterial und beispielsweise aus einem doppelseitigen Klebeband ausgeschnitten beziehungsweise zugeschnitten.
-
Der nach dem Entfernen des Trägerbandes zwischen den beiden benachbarten Batteriezellen verbleibende Kleber weist an seinen quer zur Stapelrichtung und voneinander wegweisenden Enden beispielsweise unterschiedliche Breiten auf. Insbesondere kann der Kleber trapezförmig oder dreieckig ausgeformt sein.
-
Eine Basisseite des Klebers kann parallel zu einer entlang der Stapelrichtung angeordneten Außenseite einer der beiden benachbarten Batteriezellen ausgerichtet sein. Die Basisseite weist eine größere Breite als eine der Basisseite gegenüberliegende andere Seite des Klebers auf. Beispielsweise ist die Basisseite entlang des Trägerbandes dem Greifende zugewandt und die andere Seite des Klebers entlang des Trägerbandes vom Greifende abgewandt.
-
Die Basisseite kann so ausgerichtet sein, dass das Greifende über einer Seite der Batteriezelle übersteht, an der das Spannband beziehungsweise der Spanngurt nicht anliegt. Dies erleichtert das Greifen und Abziehen des Trägerbandes weiter.
-
Um das Trägerband abzuziehen, kann dieses beispielsweise als Ganzes in eine Richtung quer zur Stapelrichtung und vorzugsweise entlang seiner Höhenrichtung gezogen werden. Hierdurch rutscht das Trägerband vom Kleber ab. Falls die Verbindung zwischen dem Trägerband und dem Kleber insbesondere im verpressten oder verspannten Zustand jedoch zu stark ist, kann der Versuch, das Trägerband gleichzeitig als Ganzes einfach in einer Richtung abzuziehen zu einem Reißen des Trägerbandes führen. Zwischen den beiden benachbarten Batteriezellen verbleibende Trägerbandreste können dann dazu führen, dass die beiden benachbarten Batteriezellen nicht oder nur unvollständig miteinander verklebt und folglich relativ zueinander beweglich sind. Sich relativ zueinander bewegende Batteriezellen können beispielsweise durch Kontaktverlust mit Kontaktelementen der Batterie zu einer Fehlfunktion der Batterie führen.
-
Um das Risiko des Reißens des Trägerbandes weiter zu verringern, kann der Klebeabschnitt auf eine der benachbarten Batteriezellen aufgeklebt und der Abziehabschnitt über den Klebeabschnitt gelegt werden, bevor die Batteriezellen miteinander verspannt werden. Wird nun am Greifende gezogen, so wird das Trägerband vom Kleber abgerollt. Durch Abrollen kann sich das Trägerband leichter vom Kleber lösen als durch Abziehen beziehungsweise Verschieben, sodass zum Trennen des Trägerbandes vom Kleber benötigte Kräfte und folglich das Reißrisiko geringer ausfallen.
-
Um alle miteinander verspannten Batteriezellen gegen ein ungewolltes Verschieben quer zur Stapelrichtung zu sichern, sind vorzugsweise alle Batteriezellen miteinander verklebt.
-
Da ein Verspannen der Batteriezellen insbesondere die mit dem Spannband oder Spanngurt beaufschlagten äußeren Batteriezellen stark mechanisch belastet, können die miteinander verspannten Batteriezellen zwischen Verstärkungsplatten angeordnet sein, auf die das Spannband einwirkt. Die Spannkraft wirkt somit nicht direkt auf die äußeren Batteriezellen, sondern auf die Verstärkungsplatten ein. Die Verstärkungsplatten geben die Spannkräfte großflächig an die äußeren Batteriezellen weiter, sodass eine punktuelle Belastung oder Überlastung vermieden wird.
-
Das Kraftfahrzeug kann ein zumindest teilweise oder vollständig elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug, beispielsweise ein sogenanntes Hybrid- oder Plug-In-Hybridkraftfahrzeug, sein, das zumindest zeitweise vollständig oder teilweise elektrisch antreibbar ist.
-
Zumindest eine der Batteriezellen kann auf Lithium-Technologie basieren und beispielsweise eine Lithium-lonen-Batteriezelle sein.
-
Figurenliste
-
Im Folgenden ist die Erfindung beispielhaft anhand von Ausführungsformen mit Bezug auf die schematischen Zeichnungen erläutert. Die unterschiedlichen Merkmale der Ausführungsformen können dabei unabhängig voneinander kombiniert werden, wie es bei den einzelnen vorteilhaften Ausgestaltungen bereits dargelegt wurde.
-
Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Batteriezelle in einem unverspannten und nicht verklebten Zustand,
- 2 eine perspektivische Ansicht mehrerer miteinander verspannter, jedoch noch nicht verklebter Batteriezellen,
- 3 eine vergrößerte Seitenansicht einer mit einem Kleber versehenen unverspannten Batteriezelle,
- 4 eine vergrößerte Seitenansicht eines noch nicht zugeschnittenen Klebers,
- 5 bis 7 Aufsichten zugeschnittener Trägerbänder mit aufgebrachtem Kleber, und
- 8 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Montage einer Batterie als ein Flussdiagramm.
-
Ausführungsformen der Erfindung
-
Zunächst sind Aufbau und Funktion einer stark vereinfacht dargestellten Batteriezelle mit Bezug auf das Ausführungsbeispiel der 1 beschrieben.
-
Die Batteriezelle 1 ist in der 1 lediglich grob schematisiert mit einem kastenförmigen Gehäuse 2 perspektivisch dargestellt. Das Gehäuse 2 ist mit einer oberen Seitenwand 3 und einem Boden 4 ausgebildet. Die obere Seitenwand 3 kann mit Anschlusskontakten der Batteriezelle 1 versehen sein. Mit dem Boden 4 kann die Batteriezelle 1 im montierten Zustand einer Batterie auf einem Boden eines Batteriegehäuses stehen. Eine vordere Seitenwand 5 des Gehäuses 2 weist in einer Stapelrichtung S aus der Zeichenebene heraus. Eine der vorderen Seitenwand 5 gegenüberliegend angeordnete hintere Seitenwand 6 des Gehäuses 2 weist entgegen der Stapelrichtung S in die Zeichenebene hinein und ist daher nicht sichtbar. Zwischen der oberen Seite 3 und dem Boden 4 erstrecken sich ferner laterale Seitenwände 7, 8 des Gehäuses 2, wobei die lateralen Seitenwände 7, 8 quer zur Stapelrichtung S weisend beziehungsweise parallel zur Stapelrichtung S verlaufend ausgerichtet sind.
-
Das Gehäuse 2 ist beispielsweise prismatisch oder zylindrisch und mit einer rechteckigen Grundfläche ausgestaltet. Im Gehäuse 2 sind ein Speicher elektrischer Energie und insbesondere eine elektro-chemische Zelle mit einer Elektrodenanordnung und einem Elektrolyt angeordnet. Insbesondere basiert die Batteriezelle 1 auf Lithium-Technologie und ist vorzugsweise eine Lithi um-Ionen-Batteriezelle.
-
Zumindest die vordere Seitenwand 5 und auch die hintere Seitenwand 6 können ausgebildet sein, um an einer vorderen beziehungsweise hinteren Seitenwand 5, 6 einer anderen Batteriezelle 1 flächig anzuliegen. Insbesondere können die vordere Seitenwand 5 und die hintere Seitenwand 6 sich parallel zueinander erstrecken und beispielsweise eben und senkrecht zur Stapelrichtung S verlaufend ausgebildet sein.
-
In 1 ist ferner ein, mit einem nicht sichtbaren weil verdeckten Kleber versehenes Trägerband 10 dargestellt. Der Kleber ist auf einer Haftseite 11 des Trägerbandes 10 und insbesondere zwischen dem Trägerband 10 und dem Gehäuse 2 angeordnet. Durch den Kleber ist das Trägerband 10 am Gehäuse 2 und insbesondere an dessen vorderer Seitenwand 5 befestigt. Dabei ist jedoch nicht die gesamte Haftseite 11 mit dem Kleber versehen. Vielmehr weist die Haftseite 11 einen Abziehabschnitt 12 auf, der frei von Kleber ist. Der Kleber ist auf einem zur vorderen Seite 5 weisenden Haftabschnitt 13 des Trägerbandes 10 begrenzt, wobei der Kleber vorzugsweise vollständig beziehungsweise -flächig an der vorderen Seitenwand 5 haftet.
-
Der Abziehabschnitt 12 ist über den Haftabschnitt 13 gelegt dargestellt. Der Abziehabschnitt 12 weist ein entlang des Trägerbandes 10 dem Haftabschnitt 13 gegenüberliegend angeordnetes Greifende 14 auf, das in einer Höhenrichtung H der Batteriezelle 1 über dem Gehäuse 2 übersteht. In einer quer zur Stapelrichtung S und zur Höhenrichtung H verlaufenden Breitenrichtung W der Batteriezelle 1 weist das Greifende 14 eine Breite B auf, die größer ist als eine Breite b des Haftabschnittes 13. Die Breite des Trägerbandes 10 nimmt vorzugsweise vom Greifende 14 zum Haftabschnitt 13 kontinuierlich ab.
-
Ist die Batteriezelle 1 in der Stapelrichtung S an eine andere Batteriezelle 1 gedrückt, so liegt der umgeklappte Abziehabschnitt 12 am Haftabschnitt 13 an. Ist eine der Haftseite 11 gegenüberliegende Seite des Trägerbandes 10 als eine Gleitseite 15 ausgebildet, so kann der Abziehabschnitt 12 einfach und reibungsarm über den Haftabschnitt 13 gleiten.
-
2 zeigt mehrere in der Stapelrichtung S hintereinander angeordnete und miteinander verspannte Batteriezellen 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1. Im Ausführungsbeispiel der 2 sind die Batteriezellen 1 in der Stapelrichtung S miteinander fluchtend hintereinander angeordnet und mit einem Spannband oder Spanngurt 20 miteinander verspannt, sodass die Batteriezellen 1 parallel zur Stapelrichtung S gegeneinandergedrückt sind. Das Spannband 20 ist beispielsweise ein Metallspannband, das die Batteriezellen 1 mit einer relativ hohen Spannkraft miteinander verspannt. Die Spannkraft beträgt beispielsweise zwischen 2 kN und 15 kN.
-
Um eine Überlastung der Batteriezellen 1 beziehungsweise von deren Gehäusen 2 durch das Spannband 20 zu vermeiden, kann ein die hintereinander angeordneten Batteriezellen 1 aufweisender Batteriezellenstapel 21 zwischen beispielsweise zwei Verstärkungsplatten 22, 23 angeordnet sein. Die Verstärkungsplatten 22, 23 können durch das Spannband 20 gegen eine in der Stapelrichtung S erste Batteriezelle 1' und/oder in der Stapelrichtung S letzte Batteriezelle 1" des Batteriezellenstapels 21 gedrückt sein. Insbesondere räumlich stark begrenzte Belastungen im Bereich von Kanten der Batteriezellen 1', 1" durch das Spannband 20 treten somit nicht auf. Die Verstärkungsplatten 22, 23 können mechanisch stabiler als die Gehäuse 2 ausgebildet sein und die durch das Spannband 20 hervorgerufenen Spannkräfte großflächig und insbesondere über die vollständige vordere beziehungsweise hintere Seite 5, 6 an die Gehäuse 2 der jeweiligen Batteriezellen 1', 1" ableiten.
-
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 2 kann jede der Batteriezellen 1 mit der jeweils in direkter Nachbarschaft zu dieser Batteriezelle 1 angeordneten weiteren Batteriezelle 1 verklebt werden. Hierzu ist das Trägerband 10 und auch der Kleber in der Stapelrichtung S zwischen den Batteriezellen 1 angeordnet. Auch zwischen den äußeren Batteriezellen 1', 1" des Batteriezellenstapels 21 und den jeweils benachbart angeordneten Verstärkungsplatten 22, 23 ist eines der mit dem Kleber versehenen Trägerbänder 10 angeordnet, sodass auch die Verstärkungsplatten 22, 23 durch Verkleben mit einer der benachbart angeordneten Batteriezellen 1', 1" gegen ein Verrutschen in der Höhenrichtung H gesichert werden kann.
-
Von den Trägerbändern 10 ragt das Greifende 14 aus dem Batteriestapel 21 in der Höhenrichtung H heraus, sodass das Trägerband 10 an dessen Greifende 14 gegriffen und herausgezogen werden kann. Alternativ kann das Greifende 14 auch entgegen der oder quer zur Höhenrichtung H über einer der Batteriezellen 1, 1', 1" überstehen.
-
Zwischen den in direkter Nachbarschaft zueinander angeordneten Batteriezellen 1 befindet sich keine andere Batteriezelle 1. Insbesondere befindet sich zwischen den miteinander verklebten Batteriezellen 1 nur der Kleber und womöglich noch das Trägerband 10.
-
3 zeigt das Ausführungsbeispiel der 1 in einer entlang der Stapelrichtung S und der Höhenrichtung H verlaufenden Ebene geschnitten.
-
Das Trägerband 10 ist an seinem Haftabschnitt 13 mit einem Kleber 30 versehen, der an der vorderen Seite 5 des Gehäuses 2 haftet. Der Kleber 30 ist zwischen dem Trägerband 10 und der vorderen Seitenwand 5 angeordnet. Zumindest das Trägerband 10 und insbesondere dessen Haftabschnitt 13 verhindern, dass sich an einer von der vorderen Seitenwand 5 abgewandten Seite des Klebers 30 Schmutzpartikel anlagern können.
-
Werden die Batteriezellen 1 hintereinander angeordnet miteinander verpresst, so ist der Abziehabschnitt 12 des Trägerbandes 11 entgegen der Stapelrichtung S gegen den Haftabschnitt 13 gedrückt. Wird das Trägerband 10 am Greifende 14 in der Höhenrichtung H gezogen, so rollt sich das Trägerband 10 vom Kleber 30 ab. Der Haftabschnitt 13 rutscht also nicht infolge des Entfernens des Trägerbandes 10 über den Kleber 30. Vielmehr gleiten vom Kleber 30 abgerollte Abschnitte des Trägerbandes 10 über noch am Kleber 30 anliegende Abschnitte des Trägerbandes 10. Insbesondere aneinander anliegende Abschnitte der Gleitseite 15 gleiten reibungsarm übereinander. Hierdurch ist das Trägerband 10 leicht zu entfernen und der Kleber 30 wird nicht durch das Entfernen des Trägerbandes 10 verschoben, sodass der Kleber 30 an der vorgesehenen Position verbleibt.
-
4 zeigt das Trägerband 10 und den Kleber 30 in einer Seitenansicht entlang der Breitenrichtung W, bevor der Kleber 30 auf eine der Batteriezellen 1 aufgebracht ist. Der Kleber 30 ist zwischen dem Trägerband 10 und einer Schutzlage 31 angeordnet, wobei die Schutzlage 31 eine auf eine der Batteriezellen 1 aufzubringende Seite des Klebers 30 vor Verschmutzung schützt. Die Schutzlage 31 kann in Aufbau und/oder Funktion dem Trägerband 10 entsprechen.
-
In den 5 bis 7 sind unterschiedliche Ausführungsformen des Trägerbandes 10 mit dem Kleber 30 gezeigt.
-
5 zeigt das Trägerband 10 mit dem Kleber 30 in einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsform. Der Kleber 30 ist in einer Längenrichtung L des Trägerbandes 10 im Wesentlichen mittig angeordnet, sodass er in der Längenrichtung L zwischen kleberfreien Abschnitten 32, 33 des Trägerbandes 10 angeordnet ist. In einer sich quer zur Längenrichtung L erstreckenden Breitenrichtung R des Trägerbandes 10 ist das Trägerband 10 vollständig mit dem Kleber 30 bedeckt.
-
Das im Ausführungsbeispiel der 5 dargestellte Trägerband 10 mit dem Kleber 30 lässt sich besonders einfach und preiswert fertigen, da es beispielsweise aus einem sich in der Breitenrichtung R erstreckenden und bandförmigen Flächenmaterial ausgeschnitten werden kann. Im Ausführungsbeispiel der 5 ist ein weiteres Trägerband 10' dargestellt, wodurch veranschaulicht ist, dass Trägerbänder 10 gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen verschnittfrei aus einem sich in der Breitenrichtung R des Trägerbandes 10 erstreckenden Flächenmaterial ausgeschnitten werden können. Der Kleber 30 kann dabei auf dem noch nicht zugeschnittenen Flächenmaterial in der Breitenrichtung R durchgehend aufgebracht sein.
-
Das Trägerband 10 des Ausführungsbeispiels der 5 ist im Wesentlichen dreieckig und insbesondere als ein gleichschenkliges Dreieck dargestellt, dessen Basis 40 das Greifende 14 des Trägerbandes 10 ausbildet. Das Trägerband 10 kann auch anders und insbesondere quer zur Breitenrichtung R symmetrisch ausgeformt sein, um ein Reißen des Trägerbandes 10 bei dessen Entfernen zu verhindern. Eine beispielsweise bikonkave oder bikonvexe Form des Trägerbandes 10 würde jedoch zu Verschnitt führen.
-
Der Kleber 30 ist trapezförmig, wobei eine Basis 40' des Klebers 30 der Basis 40 des Trägerbandes 10 zugewandt ist. Eine Breite A der Basis 40' ist größer als eine Breite a einer der der Basis 40' gegenüberliegenden Seite 40". Insbesondere können die Basen 40, 40' parallel zueinander verlaufen, sodass sich der Kleber 30 einfach entlang der Breitenrichtung R auf das Flächenmaterial auftragen lässt. Der Kleber 30 hat im Ausführungsbeispiel der 5 die Form eines gleichschenkligen Trapezes.
-
Das in der 6 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel der 5 insbesondere dadurch, dass das Trägerband 10 nicht als ein gleichschenkliges Dreieck zugeschnitten ist. Vielmehr ist das Trägerband 10, 10' in der 7 als ein rechtwinkliges Dreieck ausgeformt, wobei sich das Greifende 14 zwischen einem rechten Winkel 43 und der Hypotenuse 41 des Trägerbandes 10 erstreckt.
-
Auch ein derartig ausgebildetes Trägerband 10 kann aus einem sich in der Breitenrichtung R des Trägerbandes 10 erstreckenden Flächenmaterial im Wesentlichen verschnittfrei ausgeschnitten werden. Der Kleber 30 ist wiederum in der Längenrichtung L mittig auf dem Trägerband 10 angeordnet und kann sich beispielsweise in der Breitenrichtung R vollständig über das Trägerband 10 erstrecken. Im Ausführungsbeispiel der 6 ist der Kleber 30 jedoch in beziehungsweise entgegen der Breitenrichtung R beabstandet von Seiten des dreieckigen Trägerbandes 10 und insbesondere von dessen Hypotenuse 41, 42 angeordnet. Das Greifende 14 des Trägerbandes 10 erstreckt sich von der Hypotenuse 41 zum rechten Winkel 43 des Trägerbandes 10.
-
Der beabstandet von Rändern des Trägerbandes 10 angeordnete Kleber 30 lässt sich nicht ohne Weiteres in der Breitenrichtung R durchgängig auf das Flächenmaterial, aus dem die Trägerbänder 10, 10' zugeschnitten werden, auftragen. Die Fertigung eines Trägerbandes 10 mit einem von dessen Kanten beziehungsweise Seiten in einem Abstand angeordneten Kleber 30 ist also aufwendiger. Jedoch kann ein Trägerband 10, das den Kleber 30 wie auch im Ausführungsbeispiel der 5 in seiner Längenrichtung L und zusätzlich in seiner Breitenrichtung R mit kleberfreien Abschnitten 32, 33, 44, 45 umgibt, den Kleber 30 besser vor Verschmutzung schützen.
-
Im Ausführungsbeispiel der 7 sind die Trägerbänder 10, 10' wie im Ausführungsbeispiel der 5 zugeschnitten. Der Haftabschnitt 13 erstreckt sich im Ausführungsbeispiel der 7 bis zu einem der Basis 40 gegenüberliegenden spitzen Ende des Trägerbandes 10, 10'. Der Kleber 30 ist auf dem gesamten Haftabschnitt 13 und somit auch bis zu dem der Basis 40 gegenüberliegenden spitzen Ende des Trägerbandes 10 auf das Trägerband 10, 10' aufgetragen. Die Breite a der Seite 40" ist sehr klein. Insbesondere formt die Seite 40" eine Spitze des als Dreieck ausgeformten Klebers 30.
-
Der Kleber 30 kann beispielsweise einfach durchgängig in der Breitenrichtung R des Trägerbandes 10 auf das Flächenmaterial aufgetragen werden und sich beispielsweise von der Spitze des Trägerbandes 10 in der Längenrichtung L über 10, 20, 30, 40 oder 50 % des Trägerbandes 10, 10' erstrecken. Dadurch, dass der Kleber 30 in der Längenrichtung L nicht mittig, sondern nur am dem Greifende 14 gegenüberliegenden Ende auf dem Trägerband 10, 10' aufgetragen ist, kann das Greifende 14 weiter aus dem Batteriezellenstapel 21 herausragen, wobei der Kleber 30 wie in allen Ausführungsbeispielen vorzugsweise mittig auf der vorderen Seite 5 oder der hinteren Seite 6 angeordnet ist.
-
Allerdings wird bei der Herstellung eines solchen Trägerbandes 10, 10' Verschnitt 46 erzeugt. Um den Verschnitt 46 für das Verkleben der Batteriezellen 1 miteinander verwenden zu können, wäre der Kleber 30 nach dem Zuschneiden auf die Trägerbänder 10, 10' beziehungsweise auf den Verschnitt 46 aufzutragen, sodass der Kleber 30 auch beim Verschnitt 46 beabstandet vom Greifende 14 angeordnet ist.
-
In den Ausführungsbeispielen der 5 bis 7 sind die Trägerbänder 10, 10' durchweg dreieckig zugeschnitten. Dies ermöglicht eine einfache und bei fast allen der gezeigten Ausführungsbeispiele verschnittfreie Ausformung beziehungsweise Konfektionierung der Trägerbänder 10, 10'. Auch ist das Greifende 14 in allen Ausführungsbeispielen der 5 bis 7 das breitere Ende des Trägerbandes 10, 10'.
-
Falls gewünscht, kann das Trägerband 10, 10' jedoch auch anders zugeschnitten sein. Beispielsweise kann das Trägerband 10, 10', wie im Ausführungsbeispiel der 1 gezeigt, trapezförmig zugeschnitten sein. Auch kann das Greifende 14 an einem schmaleren Ende des Trägerbandes 10, 10' angeordnet sein. Um zu vermeiden, dass ein solches Trägerband 10, 10' beim Herausziehen aus dem Batteriezellenstapel 21 reißt, wäre jedoch ein Material für das Trägerband 10, 10' zu wählen, das eine ausreichende mechanische Stabilität aufweist. Bei der bevorzugten Anordnung des Greifendes 14 an der breiten Seite des Trägerbandes 10, 10' und insbesondere an einer Basis des Trägerbandes 10, 10' können auch vergleichsweise schnell reißende Materialien verwendet werden.
-
8 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch als ein Flussdiagramm. Für Elemente, die in Funktion und/oder Aufbau den Elementen der Ausführungsbeispiele der bisherigen Figuren entsprechen, sind dieselben Bezugszeichen verwendet. Der Kürze halber ist lediglich auf die Unterschiede zu den bisherigen Ausführungsbeispielen eingegangen.
-
In der 8 ist das Verfahren 50 beispielhaft mit fünf aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten 51 bis 55 dargestellt. Im ersten Verfahrensschritt 51 wird der Kleber 30 auf die vordere oder die hintere Seitenwand 5, 6 des Gehäuses 2 aufgebracht, sodass der Kleber 30 am Gehäuse 2 der Batteriezelle 1 haftet. Auf der vom Gehäuse 2 wegweisenden Seite des Klebers 30 ist das Trägerband 10 angeordnet, sodass diese Seite des Klebers 30 gegen Verschmutzungen geschützt ist.
-
Im nun folgenden Verfahrensschritt 52 wird der Abziehabschnitt 12 über den Haftabschnitt 13 gelegt. Hierzu kann das Trägerband 10 einfach umgeklappt werden. Alternativ kann der Verfahrensschritt 52 auch vor dem Verfahrensschritt 51 durchgeführt werden.
-
Im Verfahrensschritt 53 werden die Batteriezellen 1 in der Stapelrichtung S hintereinander angeordnet beziehungsweise gestapelt und zumindest grob zueinander ausgerichtet. Die hintereinander angeordneten Batteriezellen 1 können womöglich über den Kleber 30 und das Trägerband 10 aneinander anliegen, sodass der Abziehabschnitt 12 auf dem Haftabschnitt 13 anliegt.
-
Im nun folgenden Verfahrensschritt 54 werden die Batteriezellen 1 miteinander durch das Spannband 20 verspannt. Zusätzlich können vor dem Verspannen noch Verstärkungsplatten 22, 23 vor beziehungsweise hinter den äußeren Batteriezellen 1', 1" angeordnet werden, die durch das Spannband 20 hervorgerufene Spannkräfte großflächig an die äußeren Batteriezellen 1', 1" abgeben.
-
Im letzten dargestellten Verfahrensschritt 55 wird das Trägerband 10 zwischen den Batteriezellen 1 und optional auch zwischen den äußeren Batteriezellen 1', 1" und den Verstärkungsplatten 22, 23 herausgezogen, sodass der Kleber 30 an den in direkter Nachbarschaft zueinander angeordneten Batteriezellen 1 beziehungsweise an den äußeren Batteriezellen 1', 1" und den in direkter Nachbarschaft zu diesen Batteriezellen 1', 1" angeordneten Verstärkungsplatten 22, 23 haftet und die einzelnen Batteriezellen 1, 1', 1" und Verstärkungsplatten 22, 23 aneinander durch Verkleben befestigt und gegen ein Verschieben quer zur Stapelrichtung S sichert. Die so gegen ein Verrutschen relativ zueinander gesicherten Batteriezellen 1 können nun weiter verarbeitet und beispielsweise in ein Batteriegehäuse eingesetzt werden.
