DE102014219644A1 - Method for producing a battery module for a motor vehicle and battery module for a motor vehicle - Google Patents

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Christoph Klaus
Stephan Zügner
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Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung eines Batteriemoduls (10) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Elektro- oder ein Hybridfahrzeug, ist beschrieben, wobei wenigstens zwei Batteriezellen (12) und zwei Druckplatten (20, 22) bereitgestellt werden. Ferner werden die Batteriezellen (12) nebeneinander zur Bildung eines Batteriepakets (14) und die Druckplatten (20, 22) an entgegengesetzten Seiten (16, 18) des Batteriepakets (14) angeordnet, sodass die Batteriezellen (12) zwischen den Druckplatten (20, 22) angeordnet sind. Zudem werden die Batteriezellen (12) durch Kraftausübung auf die Druckplatten (20, 22) zusammengedrückt. Anschließend werden die zusammengedrückten Batteriezellen (12) und die Druckplatten (20, 22) mit einem Metallband oder einem faserverstärkten Band (24, 24') umwickelt, insbesondere mit einem unidirektional faserverstärkten Band mit thermoplastischer Matrix. Ferner ist ein Batteriemodul (10) beschrieben.A method for producing a battery module (10) for a motor vehicle, in particular for an electric or a hybrid vehicle, is described, wherein at least two battery cells (12) and two pressure plates (20, 22) are provided. Further, the battery cells (12) are arranged side by side to form a battery pack (14) and the pressure plates (20, 22) on opposite sides (16, 18) of the battery pack (14), so that the battery cells (12) between the pressure plates (20, 22) are arranged. In addition, the battery cells (12) are compressed by applying force to the pressure plates (20, 22). Subsequently, the compressed battery cells (12) and the pressure plates (20, 22) are wrapped with a metal band or a fiber-reinforced band (24, 24 '), in particular with a unidirectionally fiber-reinforced thermoplastic matrix band. Furthermore, a battery module (10) is described.

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Figure DE102014219644A1_0001

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Batteriemoduls für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Elektro- oder ein Hybridfahrzeug, sowie ein Batteriemodul für ein derartiges Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for producing a battery module for a motor vehicle, in particular for an electric or a hybrid vehicle, as well as a battery module for such a motor vehicle.

Elektro- oder Hybridfahrzeuge kommen vermehrt auf den Markt, da sich das Ökologiebewusstsein der Menschen verstärkt hat. Diese Kraftfahrzeuge weisen als einzigen oder zusätzlichen Antrieb wenigstens ein Batteriemodul auf, das die elektrische Antriebsenergie bereitstellt. Ein Batteriemodul besteht typischerweise aus mehreren Batteriezellen, insbesondere prismenförmigen Batteriezellen. Die Batteriezellen werden bei der Herstellung typischerweise weggesteuert und kraftüberwacht verpresst und durch einen umlaufenden Aluminiumrahmen verspannt und so in einer definierten Form gehalten. Diese Anordnung der Batteriezellen wird auch als Batteriepaket bezeichnet. Anschließend wird der Aluminiumrahmen von einem Kunststoffisolierung umgeben, um die erforderliche Hochvoltisolierung der Batteriezellen zu gewährleisten.Electric or hybrid vehicles are increasingly entering the market, as people's awareness of ecology has increased. These motor vehicles have as a single or additional drive at least one battery module that provides the electrical drive energy. A battery module typically consists of a plurality of battery cells, in particular prismatic battery cells. The battery cells are typically driven away during production and force-monitored compressed and braced by a surrounding aluminum frame and so kept in a defined shape. This arrangement of the battery cells is also referred to as a battery pack. Subsequently, the aluminum frame is surrounded by a plastic insulation to ensure the required high-voltage insulation of the battery cells.

Der Aluminiumrahmen für das Batteriepaket wird typischerweise über zwei Druckplatten und zwei Zuganker bereitgestellt, die die einzelnen Batteriezellen verpressen. Die Druckplatten und die Zuganker müssen daher an insgesamt vier Stellen, den Eckbereichen, verschweißt werden, um den geschlossenen Aluminiumrahmen auszubilden, der die dauerhafte Pressung der Batteriezellen sicherstellt. Im Stand der Technik werden die Druckplatten und die Zuganker aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise Aluminium, in einem Strangpressverfahren hergestellt.The aluminum frame for the battery pack is typically provided via two pressure plates and two tie rods which press the individual battery cells. The pressure plates and the tie rods must therefore be welded at a total of four points, the corner areas, to form the closed aluminum frame, which ensures the permanent pressing of the battery cells. In the prior art, the printing plates and the tie rods are made of a metallic material, for example aluminum, in an extrusion process.

Es hat sich als nachteilig herausgestellt, dass das Herstellungsverfahren aufwendig ist, da die einzelnen Elemente des Aluminiumrahmens miteinander gefügt werden müssen. Dies geschieht typischerweise mittels Laserschweißen, sodass auch eine hohe Anlageninvestition aufgrund der erforderlichen Laserschweißanlage getätigt werden muss. Des Weiteren muss das mit dem Aluminiumrahmen verpresste Batteriepaket in einem gesonderten Schritt isoliert werden. Zudem muss für jede Größe des Batteriemoduls ein entsprechender Rahmen bereitgestellt werden, wodurch die Kosten entsprechend hoch sind. Des Weiteren hat sich als nachteilig herausgestellt, dass die verwendeten Druckplatten und Zuganker relativ schwer sind, wodurch das Gewicht des gesamten Batteriemoduls hoch ist.It has been found to be disadvantageous that the manufacturing process is complicated, since the individual elements of the aluminum frame must be joined together. This is typically done by means of laser welding, so that a high capital investment due to the required laser welding system must be made. Furthermore, the battery pack pressed together with the aluminum frame must be insulated in a separate step. In addition, a corresponding frame must be provided for each size of the battery module, whereby the costs are correspondingly high. Furthermore, it has been found to be disadvantageous that the pressure plates and tie rods used are relatively heavy, whereby the weight of the entire battery module is high.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Batteriemoduls sowie ein Batteriemodul bereitzustellen, das einfach und kostengünstig durchgeführt bzw. hergestellt werden kann.The object of the invention is to provide a method for producing a battery module and a battery module, which can be carried out and manufactured easily and inexpensively.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung eines Batteriemoduls für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Elektro- oder ein Hybridfahrzeug, gelöst, mit den folgenden Schritten:

  • a) Bereitstellen von wenigstens zwei Batteriezellen und zwei Druckplatten,
  • b) Anordnen der Batteriezellen nebeneinander zur Bildung eines Batteriepakets und der Druckplatten an entgegengesetzten Seiten des Batteriepakets, sodass die Batteriezellen zwischen den Druckplatten angeordnet sind,
  • c) Zusammendrücken der Batteriezellen durch Kraftausübung auf die Druckplatten, und
  • d) Umwickeln der zusammengedrückten Batteriezellen und der Druckplatten mit zumindest einem Metallband oder einem faserverstärkten Band, insbesondere mit einem unidirektional faserverstärkten Band mit thermoplastischer Matrix.
The object is achieved by a method for producing a battery module for a motor vehicle, in particular for an electric or a hybrid vehicle, with the following steps:
  • a) providing at least two battery cells and two pressure plates,
  • b) arranging the battery cells side by side to form a battery pack and the pressure plates on opposite sides of the battery pack so that the battery cells are arranged between the pressure plates,
  • c) compressing the battery cells by applying force to the pressure plates, and
  • d) wrapping the compressed battery cells and the printing plates with at least one metal band or a fiber-reinforced band, in particular with a unidirectionally fiber-reinforced band with thermoplastic matrix.

Der Grundgedanke der Erfindung ist es, die Herstellung dadurch zu vereinfachen, dass Herstellungsschritte eingespart werden, wodurch die Herstellung beschleunigt werden kann. Erfindungsgemäß ist kein umlaufender Aluminiumrahmen mehr nötig, um die einzelnen Batteriezellen gepresst zusammenzuhalten, weshalb die einzelnen Elemente des Aluminiumrahmens nicht mehr miteinander gefügt werden müssen. Die Batteriezellen werden über das faserverstärkte Band oder das Metallband in ihrer zusammengedrückten Position gehalten. Hierdurch kann die hohe Anlageinvestition für eine Laserschweißanlage eingespart werden, sodass die Herstellung zudem kostengünstiger ist. Ferner ist eine Isolierung mit dem faserverstärkten Band bereits erreicht, da dieses eine thermoplastische Matrix aufweist, sodass keine separate elektrische Isolierung mehr nötig ist. Des Weiteren können mit einem derartigen Verfahren Batteriemodule unterschiedlichster Größe schnell und einfach hergestellt werden, da keine auf die Größe des Batteriemoduls entsprechend ausgelegten Zuganker bereitgestellt werden müssen. Bei dem Metallband kann es sich insbesondere um ein Stahl- oder ein Aluminiumband handeln.The basic idea of the invention is to simplify the production by saving production steps, whereby the production can be accelerated. According to the invention, there is no longer any need for a circulating aluminum frame in order to keep the individual battery cells pressed together, which is why the individual elements of the aluminum frame no longer have to be joined together. The battery cells are held in their compressed position by the fiber reinforced tape or strip. As a result, the high capital investment for a laser welding system can be saved, so that the production is also cheaper. Furthermore, insulation with the fiber-reinforced band has already been achieved, since it has a thermoplastic matrix, so that no separate electrical insulation is required any more. Furthermore, with such a method, battery modules of very different sizes can be produced quickly and easily, since no tie rods designed in accordance with the size of the battery module have to be provided. The metal strip may in particular be a steel strip or an aluminum strip.

Insbesondere wird das Band vor dem Biegen um die Ränder der Druckplatten erhitzt und/oder vor dem Umwickeln vorgespannt. Hierdurch kann die Herstellung des Batteriemoduls weiter vereinfacht und beschleunigt werden, da das Biegen des faserverstärkten Bands um die Ecken leichter fällt. Durch das Vorspannen sind die Fasern des faserverstärkten Bands vorgedehnt und können schneller Zugkräfte aufnehmen. Des Weiteren werden aufgrund der Vorspannung Ondulationen, also Umlenkungen der Fasern, ausgerichtet. Dies verbessert die Zugkraftaufnahme der einzelnen Fasern des faserverstärkten Bands.In particular, the tape is heated prior to bending about the edges of the printing plates and / or biased prior to wrapping. This can further simplify and speed up the manufacture of the battery module, since the bending of the fiber-reinforced band around the corners is easier. By prestressing, the fibers of the fiber-reinforced band are pre-stretched and can absorb tensile forces more quickly. Furthermore, due to the bias voltage ondulations, so deflections of the fibers, aligned. This improves the Tensile force absorption of the individual fibers of the fiber-reinforced tape.

Ein Aspekt der Erfindung sieht vor, dass das Band mit den Druckplatten mittels Schweißen oder Kleben gefügt wird, wobei es sich bei dem Band insbesondere um ein mit sich selbst fügbares Band handelt. Hierdurch kann das Klebeband zusätzlich an den Druckplatten gesichert werden, sodass eine dauerhafte Pressung des Batteriepakets gewährleistet ist. Beispielsweise kann es sich um ein selbstklebendes Band oder um ein Band handeln, das mit sich selbst verschweißt werden kann.One aspect of the invention provides that the tape is joined to the printing plates by means of welding or gluing, the tape in particular being a self-joining tape. In this way, the adhesive tape can be additionally secured to the printing plates, so that a lasting pressure of the battery pack is guaranteed. For example, it may be a self-adhesive tape or a tape that can be welded to itself.

Insbesondere wird das Band zweimal oder öfter um die zusammengedrückten Batteriezellen und Druckplatten gewickelt. Dies stellt ebenfalls eine Sicherung des Bands durch das Band selbst dar. Zudem kann hierdurch eine stärkere Pressung realisiert werden, wenn dies gewünscht ist.In particular, the tape is wound twice or more often around the compressed battery cells and printing plates. This also provides a backup of the tape by the tape itself. In addition, this can be a stronger pressing realized if desired.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass das Zusammendrücken in Schritt c) weggesteuert und/oder kraftgesteuert oder -geregelt durchgeführt wird. Eine definierte Pressung der einzelnen Batteriezellen kann hierdurch erreicht werden. Das Batteriemodul weist dadurch die geforderte Größe auf. Zudem kann die thermische Ausdehnung der Batteriezellen im Betrieb definiert gemindert oder verhindert werden.A further aspect of the invention provides that the compression in step c) is controlled away and / or force-controlled or regulated. A defined pressure of the individual battery cells can be achieved thereby. The battery module thereby has the required size. In addition, the thermal expansion of the battery cells can be defined reduced or prevented during operation.

Die Aufgabe wird ferner durch ein Batteriemodul für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Elektro- oder ein Hybridfahrzeug, gelöst, mit wenigstens zwei flach nebeneinanderliegenden, ein Batteriepaket bildenden Batteriezellen sowie zwei an entgegengesetzten Seiten des Batteriepakets liegenden Druckplatten, die derart angeordnet sind, dass die wenigstens zwei Batteriezellen zwischen den beiden Druckplatten angeordnet sind, wobei ein faserverstärktes, insbesondere unidirektionales, Band die wenigstens zwei Batteriezellen sowie die beiden Druckplatten zumindest einlagig und zumindest einbahnig umschließt. Hierdurch ist ein leichtes Batteriemodul geschaffen, das kostengünstig hergestellt werden kann, da es keinen umlaufenden Aluminiumrahmen aufweist, der schwer ist und aufwendig verfügt werden muss.The object is further achieved by a battery module for a motor vehicle, in particular for an electric or a hybrid vehicle, with at least two flat adjacent battery cells forming a battery pack and two lying on opposite sides of the battery pack printing plates, which are arranged such that the at least two battery cells are arranged between the two pressure plates, wherein a fiber-reinforced, in particular unidirectional, band surrounds the at least two battery cells and the two pressure plates at least one layer and at least one lane. As a result, a lightweight battery module is created, which can be produced inexpensively, since it has no circumferential aluminum frame, which is heavy and must be consuming.

Ein Aspekt der Erfindung sieht vor, dass das Band die wenigstens zwei Batteriezellen sowie die beiden Druckplatten umfangsmäßig vollständig umschließt. Hierdurch ist eine homogene, ideale Krafteinwirkung des Bands auf das Batteriepaket sichergestellt. Die Kraft verteilt sich gleichmäßig um den Umfang, was durch den Formschluss mit der Druckplatte unterstützt wird.One aspect of the invention provides that the band surrounds the at least two battery cells and the two pressure plates circumferentially completely. This ensures a homogeneous, ideal force of the tape on the battery pack. The force is distributed evenly around the circumference, which is supported by the positive connection with the pressure plate.

Ferner kann das Band mit den Druckplatten verschweißt und/oder verklebt sein. Dies stellt eine zusätzliche Sicherung dar, die eine sichere Befestigung des Bands an den Druckplatten gewährleistet. Zusätzlich kann das Band mit den Batteriezellen verbunden werden, um die Gesamtsteifigkeit des Batteriemoduls zu erhöhen.Furthermore, the band can be welded to the printing plates and / or glued. This provides an additional safeguard that ensures secure attachment of the tape to the printing plates. In addition, the band can be connected to the battery cells to increase the overall rigidity of the battery module.

Insbesondere ist das Band ein unidirektional verstärktes Glasfaserband mit einer thermoplastischen Matrix. Aufgrund der thermoplastischen Matrix ist die Isolierung des Batteriemoduls über das Band selbst bereitgestellt, sodass das Batteriemodul noch kostengünstiger und leichter herzustellen ist, da keine nachträgliche Isolierung angeordnet werden muss. Des Weiteren ist über das unidirektional verstärkte Glasfaserband sichergestellt, dass die benötigten Kräfte zur Pressung der Batteriezellen vom Band aufgebracht werden können. Das verwendete Band weist dennoch ein verhältnismäßig geringes Gewicht auf.In particular, the tape is a unidirectionally reinforced glass fiber tape with a thermoplastic matrix. Due to the thermoplastic matrix, the insulation of the battery module is provided via the tape itself, so that the battery module is even cheaper and easier to manufacture, since no subsequent insulation must be arranged. Furthermore, it is ensured via the unidirectionally reinforced fiberglass tape that the required forces for pressing the battery cells can be applied from the belt. The band used nevertheless has a relatively low weight.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die wenigstens zwei Batteriezellen sowie die beiden Druckplatten auf allen Seiten von zumindest einem Band umschlossen, sodass zumindest das eine Band ein geschlossenes Gehäuse für das Batteriepaket und die Druckplatten bildet. Hierbei müssen lediglich die Kontakte der Batteriezellen ausgespart werden, sodass das Batteriemodul mit einem Zellkontaktiersystem gekoppelt werden kann. Generell wird hierdurch jedoch eine besonders hohe Krafteinwirkung über das Band erreicht. Des Weiteren ist das Batteriemodul vollständig isoliert.According to a further aspect of the invention, the at least two battery cells and the two pressure plates are enclosed on all sides by at least one band, so that at least one band forms a closed housing for the battery pack and the printing plates. In this case, only the contacts of the battery cells need to be cut out so that the battery module can be coupled to a cell contacting system. In general, however, this is achieved by a particularly high force on the tape. Furthermore, the battery module is completely isolated.

Die Druckplatten samt Batteriepaket haben eine quaderförmige Gestalt, sodass das zumindest eine Band den Quader in zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen je ringförmig umgibt. Die Ecken der quaderförmigen Druckplatten können abgerundet ausgebildet sein.The printing plates together with the battery pack have a cuboid shape, so that the at least one band surrounding the cuboid in two mutually perpendicular directions each ring. The corners of the cuboid printing plates may be rounded.

Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der einzigen Figur, auf die Bezug genommen wird.Further advantages and features of the invention will become apparent from the following description and the single figure, to which reference is made.

In der einzigen Figur ist ein Batteriemodul 10 als Antriebsquelle für ein Kraftfahrzeug gezeigt, das mehrere nebeneinanderliegende, insbesondere prismenförmige Batteriezellen 12 umfasst, die ein Batteriepaket 14 ausbilden.In the single figure is a battery module 10 shown as a drive source for a motor vehicle, the plurality of adjacent, in particular prism-shaped battery cells 12 includes a battery pack 14 form.

Das Batteriepaket 14 weist eine erste als Anlagefläche ausgebildete Seite 16 sowie eine zweite als Anlagefläche ausgebildete, entgegengesetzte Seite 18 auf, an denen jeweils eine erste bzw. eine zweite Druckplatte 20, 22 anliegt.The battery pack 14 has a first formed as a contact surface page 16 and a second formed as a contact surface, opposite side 18 on, on each of which a first and a second printing plate 20 . 22 is applied.

Über die beiden Druckplatten 20, 22 werden die einzelnen Batteriezellen 12 bei der Herstellung des Batteriemoduls 10 zusammengedrückt. Dieses Zusammendrücken kann weggesteuert und/oder kraftgesteuert oder -geregelt durchgeführt werden, um eine definierte Pressung der Batteriezellen 12 zu erzielen.About the two printing plates 20 . 22 become the individual battery cells 12 in the manufacture of the battery module 10 pressed together. This compression can be controlled away and / or force controlled or regulated to a defined pressure of the battery cells 12 to achieve.

Die beiden Druckplatten 20, 22 können insbesondere vollflächig an der jeweiligen Seite 16, 18 anliegen, um eine homogene Anpresskraft auf das Batteriepaket 14 auszuüben. Über die Pressung der Batteriezellen 12 wird der sogenannten Zellatmung im Betrieb entgegengewirkt, also deren thermischer und elektrischer Ausdehnung.The two printing plates 20 . 22 can in particular full surface of each page 16 . 18 abut, to a homogeneous contact force on the battery pack 14 exercise. About the pressure of the battery cells 12 the so-called cellular respiration is counteracted during operation, ie its thermal and electrical expansion.

Des Weiteren weist das Batteriemodul 10 ein faserverstärktes Band 24 auf, welches insbesondere als ein unidirektional faserverstärktes Band mit einer thermoplastischen Matrix ausgebildet ist. Bei dem faserverstärkten Band 24 handelt es sich beispielsweise um ein unidirektional verstärktes Glasfaserband. Alternativ kann es sich bei dem faserverstärkten Band 24 um Kohlefaern, Basaltfasern oder Aramidfasern handeln. Die Fasern des faserverstärkten Bands 24 können als Endlosfasern ausgebildet sein, die bevorzugt parallel und homogen verteilt angeordnet sind.Furthermore, the battery module 10 a fiber reinforced band 24 which is particularly designed as a unidirectionally fiber-reinforced band with a thermoplastic matrix. In the fiber reinforced band 24 For example, it is a unidirectionally reinforced fiberglass tape. Alternatively, the fiber reinforced tape may be 24 carbon fibers, basalt fibers or aramid fibers. The fibers of the fiber-reinforced band 24 may be formed as continuous fibers, which are preferably arranged distributed parallel and homogeneous.

Hierdurch ist sichergestellt, dass das faserverstärkte Band 24 die benötigten Kräfte aufbringen kann, um die von den Druckplatten 20, 22 zusammengedrückten Batteriezellen 12 in ihrer definierten Position halten zu können.This will ensure that the fiber reinforced band 24 can muster the required forces to those of the printing plates 20 . 22 compressed battery cells 12 to be able to hold in their defined position.

Zudem stellt das faserverstärkte Band 24 aufgrund seiner thermoplastischen Matrix gleichzeitig eine Isolierung für das Batteriemodul 10 bereit.In addition, the fiber-reinforced band represents 24 due to its thermoplastic matrix at the same time an insulation for the battery module 10 ready.

Das faserverstärkte Band 24 ist in der gezeigten Ausführungsform zumindest einlagig und zumindest einbahnig um das Batteriepaket 14 und die beiden Druckplatten 20, 22 gewickelt. In bestimmten Bereichen des Batteriemoduls 10 ist das faserverstärkte Band 24 in der gezeigten Ausführungsform zweilagig angeordnet.The fiber reinforced band 24 is in the embodiment shown at least one layer and at least one lane around the battery pack 14 and the two printing plates 20 . 22 wound. In certain areas of the battery module 10 is the fiber reinforced band 24 arranged in two layers in the embodiment shown.

Ferner kann das Band auch längs der Ober- und Unterseite um das Batteriepaket 14 und die Stirnseiten der Druckplatten 20, 22 gewickelt sein. Das Band trägt bei dieser Wicklung das Bezugszeichen 24'.Furthermore, the tape can also along the top and bottom around the battery pack 14 and the faces of the printing plates 20 . 22 be wrapped. The band carries the reference numeral in this winding 24 ' ,

Alternativ kann das faserverstärkte Band 24, 24' auch generell mehrlagig um das Batteriepaket 14 und die Druckplatten 20, 22 gewickelt sein, um höhere Kräfte realisieren zu können und eine eigenständige Sicherung auszubilden. Auch kann vorgesehen sein, dass das faserverstärkte Band 24, 24' generell mehrbahnig angeordnet ist, wobei dies von der Breite des faserverstärkten Bands 24, 24' abhängt.Alternatively, the fiber reinforced tape 24 . 24 ' also generally in several layers around the battery pack 14 and the printing plates 20 . 22 be wound in order to realize higher forces and form an independent fuse. It can also be provided that the fiber-reinforced band 24 . 24 ' is generally multi-lane, this being the width of the fiber-reinforced band 24 . 24 ' depends.

Insbesondere kann das faserverstärkte Band 24, 24' selbstklebend ausgebildet sein, sodass es in einfacher Weise mit dem Batteriepaket 14 und den Druckplatten 20, 22 verbunden werden kann und diese zusammenhält.In particular, the fiber reinforced tape 24 . 24 ' be self-adhesive, so it in a simple way with the battery pack 14 and the printing plates 20 . 22 can be connected and holds them together.

Alternativ oder ergänzend kann das faserverstärkte Band 24, 24' mit den Druckplatten 20, 22 und/oder einzelnen Bahnen des Bands 24, 24' miteinander verschweißt und/oder verklebt werden, um eine zusätzliche Sicherung des faserverstärkten Bands 24, 24' bereitzustellen, die gewährleistet, dass das faserverstärkte Band 24 sich nicht von den Druckplatten 20, 22 löst.Alternatively or additionally, the fiber-reinforced band 24 . 24 ' with the printing plates 20 . 22 and / or individual tracks of the band 24 . 24 ' welded together and / or glued together to provide additional assurance of the fiber reinforced tape 24 . 24 ' to ensure that the fiber reinforced band 24 not from the printing plates 20 . 22 solves.

Ferner kann das faserverstärkte Band 24, 24' die Batteriezellen 12 sowie die beiden Druckplatten 20, 22 auf allen Seiten umschließen, sodass das faserverstärkte Band 24, 24' ein Gehäuse 26 für das Batteriepaket 14 und die Druckplatten 20, 22 ausbildet.Furthermore, the fiber-reinforced band 24 . 24 ' the battery cells 12 as well as the two printing plates 20 . 22 enclose on all sides so that the fiber reinforced band 24 . 24 ' a housing 26 for the battery pack 14 and the printing plates 20 . 22 formed.

Das faserverstärkte Band 24, 24' weist dann entsprechende Aussparungen auf, um einen Zugang zu den einzelnen Kontakten der Batteriezellen 12 zu ermöglichen. Hierdurch können die Batteriezellen 12 mit einem hier nicht dargestellten Zellkontaktiersystem verbunden werden. Durch die Ausbildung des Gehäuses 26 ist eine im Wesentlichen vollflächige Isolierung des Batteriemoduls 10 sichergestellt.The fiber reinforced band 24 . 24 ' then has corresponding recesses to access the individual contacts of the battery cells 12 to enable. This allows the battery cells 12 be connected to a Zellkontaktiersystem not shown here. Due to the design of the housing 26 is a substantially full-surface insulation of the battery module 10 ensured.

Während der Herstellung des Batteriemoduls 10 kann das faserverstärkte Band 24, 24' vor dem Biegen um die Ecken der Druckplatten 20, 22 zudem erhitzt werden, sodass es sich einfacher biegen lässt. Hierdurch erleichtert und beschleunigt sich die Herstellung des Batteriemoduls 10.During the manufacture of the battery module 10 Can the fiber reinforced band 24 . 24 ' before bending around the corners of the printing plates 20 . 22 also heated, making it easier to bend. This facilitates and accelerates the production of the battery module 10 ,

Des Weiteren kann das faserverstärkte Band 24, 24' vor dem Umwickeln der zusammengedrückten Batteriezellen 12 und der Druckplatten 20, 22 vorgespannt werden. Hierdurch können die einzelnen Fasern des faserverstärkten Bands 24, 24' schneller Zugkräfte aufnehmen, was eine geringere Dehnung bei gleicher Kraftaufnahme zur Folge hat. Zudem wird die Festigkeit des faserverstärkten Bands 24, 24' erhöht, da Ondulationen im faserverstärkten Band 24, 24', die beispielsweise durch Kettfäden verursacht werden, gestreckt und somit reduziert werden. Hierdurch verbessert sich die Zugkraftaufnahme der einzelnen Fasern und somit auch die des faserverstärkten Bands 24, 24'.Furthermore, the fiber reinforced band 24 . 24 ' before wrapping the compressed battery cells 12 and the printing plates 20 . 22 be biased. This allows the individual fibers of the fiber-reinforced band 24 . 24 ' absorb faster tensile forces, resulting in lower elongation at the same power consumption. In addition, the strength of the fiber-reinforced band 24 . 24 ' increased because of undulations in the fiber-reinforced band 24 . 24 ' , which are caused for example by warp threads, stretched and thus reduced. This improves the tensile force absorption of the individual fibers and thus also of the fiber-reinforced band 24 . 24 ' ,

Die Kraftverteilung ist hierbei ideal, da das faserverstärkte Band 24, 24' eine mit sich selbst gefügte Schlaufe ausbildet. Durch das Erhitzen des faserverstärkten Bands 24, 24' kann dies in einfacher Weise mit sich selbst gefügt werden.The distribution of force is ideal because the fiber reinforced band 24 . 24 ' forms a self-attached loop. By heating the fiber reinforced tape 24 . 24 ' This can be easily integrated with itself.

Alternativ zum faserverstärkten Band 24, 24' kann ein Metallband vorgesehen sein, insbesondere ein Aluminiumband oder ein Stahlband.Alternative to the fiber-reinforced band 24 . 24 ' may be provided a metal strip, in particular an aluminum strip or a steel strip.

Zudem kann das Band generell mit sich selbst verschweißt werden, sodass die mit sich selbst gefügte Schlaufe ausgebildet ist, die eine ideale Kraftverteilung hat.In addition, the band can generally be welded to itself, so that the self-attached loop is formed, which has an ideal distribution of power.

Generell ist somit ein Batteriemodul 10 geschaffen, welches besonders schnell und kostengünstig hergestellt werden kann, da keine teure Laserschweißanlage zwingend benötigt wird. Des Weiteren ist der Herstellungsprozess dadurch beschleunigt, dass die Isolierung des Batteriemoduls 10 gleichzeitig bei der Fixierung der Druckplatten 20, 22 und der Batteriezellen 12 bereitgestellt wird.Generally, therefore, is a battery module 10 created, which can be produced particularly quickly and inexpensively, since no expensive laser welding machine is required. Furthermore, the manufacturing process is accelerated by the fact that the insulation of the battery module 10 at the same time when fixing the printing plates 20 . 22 and the battery cells 12 provided.

Ferner ist mit dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren eine von der Modulgröße unabhängige Herstellung des Batteriemoduls 10 möglich, da keine entsprechend angepassten Zuganker bereitgestellt werden müssen.Furthermore, with the production method according to the invention an independent of the module size production of the battery module 10 possible, since no suitably adapted tie rods must be provided.

Zudem verringert sich das Gewicht des erfindungsgemäßen Batteriemoduls 10, da die verhältnismäßig schweren Zuganker nicht mehr benötigt werden.In addition, the weight of the battery module according to the invention is reduced 10 because the relatively heavy tie rods are no longer needed.

Claims (10)

Verfahren zur Herstellung eines Batteriemoduls (10) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Elektro- oder ein Hybridfahrzeug, mit den folgenden Schritten: a) Bereitstellen von wenigstens zwei Batteriezellen (12) und zwei Druckplatten (20, 22), b) Anordnen der Batteriezellen (12) nebeneinander zur Bildung eines Batteriepakets (14) und der Druckplatten (20, 22) an entgegengesetzten Seiten (16, 18) des Batteriepakets (14), sodass die Batteriezellen (12) zwischen den Druckplatten (20, 22) angeordnet sind, c) Zusammendrücken der Batteriezellen (12) durch Kraftausübung auf die Druckplatten (20, 22), und d) Umwickeln der zusammengedrückten Batteriezellen (12) und der Druckplatten (20, 22) mit zumindest einem Metallband oder einem faserverstärkten Band (24, 24'), insbesondere mit einem unidirektional faserverstärkten Band mit thermoplastischer Matrix.Method for producing a battery module ( 10 ) for a motor vehicle, in particular for an electric or hybrid vehicle, comprising the following steps: a) providing at least two battery cells ( 12 ) and two printing plates ( 20 . 22 ), b) arranging the battery cells ( 12 ) side by side to form a battery pack ( 14 ) and the printing plates ( 20 . 22 ) on opposite sides ( 16 . 18 ) of the battery pack ( 14 ), so that the battery cells ( 12 ) between the printing plates ( 20 . 22 ), c) compressing the battery cells ( 12 ) by applying force to the printing plates ( 20 . 22 ), and d) wrapping the compressed battery cells ( 12 ) and the printing plates ( 20 . 22 ) with at least one metal band or a fiber-reinforced band ( 24 . 24 ' ), in particular with a unidirectionally fiber reinforced thermoplastic matrix tape. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (24, 24') vor dem Biegen um die Ränder der Druckplatten (20, 22) erhitzt wird und/oder vor dem Umwickeln vorgespannt wird.Method according to claim 1, characterized in that the band ( 24 . 24 ' ) before bending around the edges of the printing plates ( 20 . 22 ) is heated and / or biased before wrapping. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (24, 24') mit den Druckplatten (20, 22) mittels Schweißen oder Kleben gefügt wird, wobei es sich bei dem Band (24, 24') insbesondere um ein mit sich selbst fügbares Band handelt.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the band ( 24 . 24 ' ) with the printing plates ( 20 . 22 ) is joined by means of welding or gluing, with the strip ( 24 . 24 ' ) is in particular a band that can be attached to itself. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (24, 24') zweimal oder öfter um die zusammengedrückten Batteriezellen (12) und die Druckplatten (20, 22) gewickelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the band ( 24 . 24 ' ) twice or more times around the compressed battery cells ( 12 ) and the printing plates ( 20 . 22 ) is wound. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusammendrücken in Schritt c) weggesteuert und/oder kraftgesteuert oder -geregelt durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the compression in step c) is controlled away and / or force controlled or -geregelt performed. Batteriemodul (10) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Elektro- oder ein Hybridfahrzeug, mit wenigstens zwei flach nebeneinanderliegenden, ein Batteriepaket (14) bildenden Batteriezellen (12) sowie zwei an entgegengesetzten Seiten (16, 18) des Batteriepakets (14) liegenden Druckplatten (20, 22), die derart angeordnet sind, dass die wenigstens zwei Batteriezellen (12) zwischen den beiden Druckplatten (20, 22) angeordnet sind, wobei ein faserverstärktes, insbesondere unidirektionales, Band (24, 24') die wenigstens zwei Batteriezellen (12) sowie die beiden Druckplatten (20, 22) zumindest einlagig und zumindest einbahnig umschließt.Battery module ( 10 ) for a motor vehicle, in particular for an electric or a hybrid vehicle, with at least two flat juxtaposed, a battery pack ( 14 ) forming battery cells ( 12 ) as well as two on opposite sides ( 16 . 18 ) of the battery pack ( 14 ) lying pressure plates ( 20 . 22 ) arranged such that the at least two battery cells ( 12 ) between the two printing plates ( 20 . 22 ), wherein a fiber-reinforced, in particular unidirectional, band ( 24 . 24 ' ) the at least two battery cells ( 12 ) as well as the two printing plates ( 20 . 22 ) encloses at least one layer and at least one lane. Batteriemodul (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (24, 24') die wenigstens zwei Batteriezellen (12) sowie die beiden Druckplatten (20, 22) umfangsmäßig vollständig umschließt.Battery module ( 10 ) according to claim 6, characterized in that the band ( 24 . 24 ' ) the at least two battery cells ( 12 ) as well as the two printing plates ( 20 . 22 ) circumferentially completely encloses. Batteriemodul (10) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (24, 24') mit den Druckplatten (20, 22) verschweißt und/oder verklebt ist.Battery module ( 10 ) according to claim 6 or 7, characterized in that the band ( 24 . 24 ' ) with the printing plates ( 20 . 22 ) is welded and / or glued. Batteriemodul (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (24, 24') ein unidirektional verstärktes Glasfaserband mit einer thermoplastischen Matrix ist.Battery module ( 10 ) according to one of claims 6 to 8, characterized in that the band ( 24 . 24 ' ) is a unidirectionally reinforced glass fiber ribbon with a thermoplastic matrix. Batteriemodul (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Batteriezellen (12) sowie die beiden Druckplatten (20, 22) auf allen Seiten von zumindest einem Band (24, 24') umschlossen sind, sodass das zumindest eine Band (24, 24') ein geschlossenes Gehäuse (26) für das Batteriepaket (14) und die Druckplatten (20, 22) bildet.Battery module ( 10 ) according to one of claims 6 to 9, characterized in that the at least two battery cells ( 12 ) as well as the two printing plates ( 20 . 22 ) on all sides of at least one volume ( 24 . 24 ' ) are enclosed so that the at least one band ( 24 . 24 ' ) a closed housing ( 26 ) for the battery pack ( 14 ) and the printing plates ( 20 . 22 ).
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