DE102017219528B4 - Method for producing a battery tray with a cooling device - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Herstellung einer Batteriewanne (200), die eine durch wenigstens eine Kühlleitung (225) gebildete Kühlvorrichtung (220) aufweist, mit den Schritten:- Bereitstellen der vorgefertigten Batteriewanne (200);- Auftragen eines Klebstoffs (K) auf die Batteriewanne (200);- Positionieren der vorgefertigten Kühlvorrichtung (220) auf der Batteriewanne (200);- Andrücken der Kühlvorrichtung (200) mithilfe wenigstens eines expandierbaren oder aus flexiblem Vollmaterial gebildeten Druckkissens (140), das einen homogenen Druck auf die Kühlleitung (225) aufbringt, und gleichzeitiges Aushärten oder zumindest Anhärten des Klebstoffs (K).A method of making a battery pan (200) having a cooling device (220) formed by at least one cooling line (225), comprising the steps of: - providing the prefabricated battery pan (200); - applying an adhesive (K) to the battery pan (200 Positioning the prefabricated cooling device (220) on the battery pan (200); pressing the cooling device (200) by means of at least one expandable or flexible solid material pressure pad (140) applying a homogeneous pressure to the cooling line (225); and simultaneously curing or at least curing the adhesive (K).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Batteriewanne mit einer Kühlvorrichtung zur Kühlung von in der Batteriewanne anzuordnenden Batteriezellen oder Batteriemodulen.The invention relates to a method for producing a battery trough with a cooling device for cooling battery cells or battery modules to be arranged in the battery trough.
Eine Traktionsbatterie für den Fahrantrieb eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs benötigt in der Regel eine Kühlvorrichtung, um die beim Laden und Entladen der Batteriezellen freiwerdende Wärme abzuführen.A traction battery for the propulsion of an electric or hybrid vehicle usually requires a cooling device to dissipate the released during charging and discharging the battery cells heat.
Die
Die allgemeine Fertigungstechnik betreffend sind aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur einfachen Herstellung einer mit einer Kühlvorrichtung ausgebildeten Batteriewanne anzugeben.The invention has for its object to provide a method for easy production of a trained with a cooling device battery tray.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein erfindungsgemäßes Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The object is achieved by a method according to the invention having the features of patent claim 1.
Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Erfindungsbeschreibung und der Zeichnung.Further developments and embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims, the following description of the invention and the drawings.
Die Batteriewanne, insbesondere für eine Traktionsbatterie, weist eine mittels Kühlmittel betreibbare Kühlvorrichtung zur Kühlung der in der Batteriewanne angeordneten bzw. anzuordnenden Batteriezellen und/oder Batteriemodule auf, wobei die Kühlvorrichtung durch wenigstens eine Kühlleitung bzw. ein Kühlrohr gebildet ist, die bzw. das mit der Batteriewanne, genau genommen mit einem Wannenkörper (der Batteriewanne), verklebt ist.The battery trough, in particular for a traction battery, has a cooling device operable by means of coolant for cooling the battery cells and / or battery modules arranged or to be arranged in the battery trough, wherein the cooling device is formed by at least one cooling line or a cooling tube, which is associated with the battery pan, is actually bonded to a tub body (the battery pan).
Die Kühlvorrichtung ist, anders als die in der
Die Kühlleitung kann innen und/oder außen mit der Batteriewanne verklebt sein und ist insbesondere auf der Innenseite oder der Außenseite mit dem Boden bzw. Wannenboden verklebt.The cooling line can be glued inside and / or outside with the battery tray and is glued in particular on the inside or the outside with the bottom or tub bottom.
Die Batteriewanne kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren einfach und günstig hergestellt werden. Ferner kann, trotz Toleranzen an der Batteriewanne und/oder der Kühlvorrichtung, Ausschuss reduziert und die Qualität verbessert werden. Insbesondere Toleranzen haben Einfluss auf die Kühlleistungssituation in der Batteriewanne. Die Kühlvorrichtung funktioniert jedoch im idealen Arbeitsbereich, sodass eine maximale Leistung der Batterie (Traktionsbatterie) gewährleistet werden kann.The battery tray can be easily and inexpensively manufactured by the method according to the invention. Furthermore, despite tolerances on the battery pan and / or the cooling device, rejects can be reduced and the quality improved. In particular, tolerances have an influence on the cooling power situation in the battery tank. However, the cooling device works in the ideal working range so that maximum performance of the battery (traction battery) can be guaranteed.
Bevorzugt ist die Kühlleitung mittels wenigstens einer Klebematte, insbesondere nur mit einer einzelnen Klebematte, mit der Batteriewanne verklebt. Eine Klebematte ist insbesondere ein aus Klebstoff gebildeter Patch, der eine definierte Kontur (insbesondere Länge und Breite) und einheitliche bzw. homogene Dicke aufweist. Unabhängig von Fertigungs- und Montagetoleranzen wird mit der Klebematte immer eine ideale Verklebung der Kühlleitung auf der Batteriewanne gewährleistet. Außerdem kann die Klebematte einfach gehandhabt werden. Anstatt einer einzelnen Klebematte können auch mehrere Klebstreifen (Stripes) verwendet werden.The cooling line is preferably glued to the battery trough by means of at least one adhesive mat, in particular only with a single adhesive mat. An adhesive mat is in particular a patch formed from adhesive, which has a defined contour (in particular length and width) and uniform or homogeneous thickness. Regardless of manufacturing and assembly tolerances, the adhesive mat always ensures ideal bonding of the cooling line to the battery pan. In addition, the adhesive mat can be handled easily. Instead of a single adhesive mat, it is also possible to use a plurality of adhesive strips.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Batteriewanne, die eine durch wenigstens eine Kühlleitung gebildete Kühlvorrichtung aufweist, umfasst zumindest die folgenden Schritte:
- - Bereitstellen der vorgefertigten Batteriewanne, d. h. eines vorgefertigten Wannenkörpers (Korpus), der einen Boden (Wannenboden) und diesen Boden umgebende Seitenwände aufweist;
- - Auftragen bzw. Aufbringen eines Klebers bzw. Klebstoffs auf die Batteriewanne, insbesondere auf die Innenseite oder Außenseite des Bodens, wozu die Batteriewanne insbesondere in einer Aufnahmeeinrichtung (s. u.) fixiert wird;
- - Positionieren der vorgefertigten Kühlvorrichtung auf bzw. in der Batteriewanne, wobei die Kühlvorrichtung auf dem Kleber bzw. der Klebermatte abgelegt wird, und wobei die Kühlvorrichtung wenigstens eine Kühlleitung, insbesondere in Form einer im Wesentlichen ebenen (2-dimensionalen) Kühlschlange, aufweist;
- - Andrücken der Kühlvorrichtung, resp. der Kühlleitung (bzw. des Kühlrohrs), und gleichzeitiges Aushärten oder zumindest Anhärten (Gelieren) des Klebstoffs, insbesondere durch Erwärmen bzw. Beheizen.
- - Providing the prefabricated battery tray, ie a prefabricated tub body (body) having a bottom (tub bottom) and this floor surrounding side walls;
- - Applying or applying an adhesive or adhesive to the battery tray, in particular to the inside or outside of the floor, for which purpose the battery tray is fixed in particular in a receiving device (see below);
- - Positioning of the prefabricated cooling device on or in the battery tray, wherein the cooling device is placed on the adhesive or the adhesive mat, and wherein the cooling device has at least one cooling line, in particular in the form of a substantially flat (2-dimensional) cooling coil;
- - Pressing the cooling device, respectively. the cooling line (or the cooling tube), and simultaneous curing or at least hardening (gelling) of the adhesive, in particular by heating or heating.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird insbesondere unter Verwendung einer Vorrichtung, wie nachfolgend noch näher erläutert, ausgeführt.The inventive method is in particular using a device, as explained in more detail below, executed.
Die Batteriewanne und/oder der Klebstoff können temperiert, d. h. vorgewärmt sein.The battery tray and / or the adhesive can be tempered, d. H. be preheated.
Der Klebstoff kann automatisiert mittels Roboter aufgetragen werden, insbesondere in Form einer Kleberaupe (Raupenauftrag). Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Klebstoffauftrag mithilfe eines Messsystems überwacht wird, um die Höhe des Klebstoffauftrags bzw. der Kleberaupe und das Kleberbild (Raupenverlauf) automatisch zu prüfen. Bei Fehlern kann der Klebstoffauftrag dann z. B. korrigiert oder nach Entfernung neu aufgebracht werden.The adhesive can be applied automatically by means of robots, in particular in the form of a glue bead (bead application). It is preferably provided that the adhesive application is monitored by means of a measuring system in order to automatically check the height of the adhesive application or adhesive bead and the adhesive pattern (bead course). In case of errors, the adhesive application can then z. B. corrected or reapplied after removal.
Der Klebstoff kann auch wenigstens eine Klebematte sein (s. o.), die auf bzw. in der Batteriewanne abgelegt wird. Auch das Ablegen der Klebematte erfolgt bevorzugt automatisiert mithilfe eines Roboters. Durch die Verwendung von Klebmatten wird außerdem der Einrichtprozess verringert.The adhesive may also be at least one adhesive mat (see above), which is deposited on or in the battery trough. The deposition of the adhesive mat is preferably carried out automatically using a robot. The use of adhesive mats also reduces the setup process.
Erfindungsgemäß wird die Kühlvorrichtung, resp. die Kühlleitung, mithilfe wenigstens eines Druckkissens, welches einen im Wesentlichen einheitlichen bzw. homogenen (flächigen) Druck auf die Kühlleitung aufbringt, angedrückt. Punktuelle Kraftspitzen, die zu einem Verdrücken der Kühlleitung führen können, werden durch Druckverteilung vermieden. Außerdem wird trotz Toleranzen und wechselnden Umgebungseinflüssen bei der Fertigung eine gleichmäßigere und sicherere Verklebung gewährleistet. Das Druckkissen kann aus einem flexiblen Vollmaterial, insbesondere weichelastischen Material wie z. B. Gummi oder Silikon, gebildet sein. Das Druckkissen kann auch ein expandierbares bzw. aufpumpbares Druckkissen, insbesondere ein pneumatisch aufblasbares oder hydraulisch aufweitbares Kissen, sein, wobei die Kissenhülle z. B. aus Gummi oder Silikon gebildet ist:According to the invention, the cooling device, respectively. the cooling line, using at least one pressure pad, which applies a substantially uniform or homogeneous (area) pressure on the cooling line pressed. Selective force peaks, which can lead to a displacement of the cooling line, are avoided by pressure distribution. In addition, a smoother and safer bond is guaranteed despite tolerances and changing environmental influences during production. The pressure pad can be made of a flexible solid material, in particular soft elastic material such. As rubber or silicone, be formed. The pressure pad may also be an expandable or inflatable pressure pad, in particular a pneumatically inflatable or hydraulically expandable pad, wherein the pad cover z. B. made of rubber or silicone is formed:
Der mit dem Druckkissen auf die Kühlvorrichtung bzw. Kühlleitung aufgebrachte Druck kann geregelt werden, um zu hohe Drücke, die zu einem Verdrücken der Kühlleitung führen können, zu vermeiden. Bevorzugt wird der Druck auch während des Aushärtens bzw. Gelieren des Klebers aufrecht erhalten und dabei insbesondere auch geregelt. Bei einem expandierbaren Druckkissen kann durch Regelung der Innendruck verändert werden. Mit einem Regelkreis kann vollautomatisch der mit dem Druckkissen erzeugte Druck, mit dem die Kühlvorrichtung bzw. die Kühlleitung gegen die Batteriewanne gedrückt wird, überwacht und gegebenenfalls nachgeregelt werden. Durch die Regelung werden optimale Voraussetzungen für das Aushärten bzw. Gelieren des Klebers geschaffen. Der Regelkreis ermöglicht auch ein automatisches Nachstellen, d. h. eine Zustellbewegung des Druckkissens, während des Aushärtens bzw. Gelierens, um damit auf das Wegfließen bzw. Verdrücken des aushärtenden bzw. gelierenden Klebstoffs zu reagieren. Mit einer solchen Regelung können auch Bauteiltoleranzen ausgeglichen werden.The pressure applied to the cooling device or cooling line with the pressure pad can be regulated in order to avoid excessively high pressures, which can lead to a displacement of the cooling line. Preferably, the pressure is maintained even during the curing or gelling of the adhesive and in particular also regulated. In an expandable pressure pad can be changed by regulating the internal pressure. With a control loop, the pressure generated by the pressure pad, with which the cooling device or the cooling line is pressed against the battery trough, can be monitored and optionally readjusted fully automatically. The regulation creates optimal conditions for the curing or gelling of the adhesive. The control loop also allows automatic readjustment, i. H. a feed movement of the pressure pad, during the curing or gelling, in order to respond to the flow or displacement of the curing or gelling adhesive. With such a regulation also component tolerances can be compensated.
Eine Vorrichtung zur Herstellung einer Batteriewanne, die eine durch wenigstens eine Kühlleitung gebildete Kühlvorrichtung aufweist, welche mit der Batteriewanne verklebt ist, kann zumindest die folgenden Komponenten umfassen:
- - eine Aufnahmeeinrichtung für die Batteriewanne, in der die Batteriewanne bzw. der Wannenkörper während dem Fügen, insbesondere definiert bzw. in vorbestimmter Weise, festgehalten werden kann; und
- - eine Andrückeinrichtung, mit der die Kühlvorrichtung zwecks Verklebung, insbesondere definiert bzw. in vorbestimmter Weise, an die Batteriewanne angedrückt werden kann.
- a receiving device for the battery trough, in which the battery trough or the trough body during the joining, in particular defined or in a predetermined manner, can be held; and
- - A pressing device with which the cooling device for the purpose of bonding, in particular defined or can be pressed in a predetermined manner to the battery tray.
Die Andrückeinrichtung kann wenigstens ein Druckkissen (s. o.) aufweisen. Das Druckkissen kann bspw. an einem robotergeführten Greifer befestigt sein. Die Andrückeinrichtung kann aber auch als kraftbeaufschlagbarer Niederhalter ausgebildet sein. Insbesondere ist dies ein segmentierter Niederhalter, wobei jedes Niederhaltersegment wenigstens ein Druckkissen aufweisen kann.The pressing device may have at least one pressure pad (see above). The pressure pad can, for example, be attached to a robot-guided gripper. However, the pressing device can also be designed as kraftbeaufschlagbarer hold-down. In particular, this is a segmented hold-down, wherein each hold-down segment may have at least one pressure pad.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Aufnahmeeinrichtung und die Andrückeinrichtung als Unter- und Oberwerkzeug (eines Fügewerkzeugs) ausgebildet sind, die zueinander relativbeweglich und mit einem Fügehohlraum (Kavität) ausgebildet sind. Im Fügehohlraum kann wenigstens ein Druckkissen (s. o.) angeordnet sein.It is preferably provided that the receiving device and the pressing device are designed as a lower and upper tool (a joining tool), which are formed relative to each other and movable with a joining cavity (cavity). At least one pressure pad (see above) may be arranged in the joining cavity.
Die Vorrichtung kann ferner noch zumindest eine der folgenden Komponenten umfassen:
- - wenigstens eine Heizeinrichtung, zur Erwärmung bzw. Beheizung der Aufnahmeeinrichtung und/oder der Andrückeinrichtung; .
- - einen Roboter zum automatisierten Auftragen des Klebstoffs, insbesondere zum automatisierten Ablegen wenigstens einer Klebematte auf bzw. in der Batteriewanne;
- - eine Steuereinrichtung, insbesondere mit einem Regelkreis zur Druckregelung.
- - At least one heating device, for heating or heating of the receiving device and / or the pressing device; ,
- a robot for the automated application of the adhesive, in particular for the automated laying down of at least one adhesive mat on or in the battery trough;
- - A control device, in particular with a control circuit for pressure control.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert.
-
1 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine Vorrichtung zur Herstellung einer Batteriewanne mit Kühlvorrichtung. -
2 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine Batteriewanne mit einer Kühlvorrichtung, die mit der Vorrichtung aus1 hergestellt ist.
-
1 shows a schematic sectional view of an apparatus for producing a battery tray with cooling device. -
2 shows in a schematic sectional view of a battery tray with a cooling device, which with the device1 is made.
Die in
Mit dem Fügewerkzeug
Zur Herstellung der Batteriewanne
Anschließend wird das Fügewerkzeug
Nach dem Aushärten des Klebstoffs K kann das Fügewerkzeug
In analoger Weise kann die Kühlvorrichtung
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