DE102017223664B4

DE102017223664B4 - Method and handling device for arranging a battery module on a plate

Info

Publication number: DE102017223664B4
Application number: DE102017223664.7A
Authority: DE
Inventors: Peter Giere
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2017-12-22
Publication date: 2019-09-05
Anticipated expiration: 2037-12-23
Also published as: DE102017223664A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anordnung eines als Antriebsenergiespeicher für ein Kraftfahrzeug dienenden Batteriemoduls (10) mit einem Batteriegehäuse (12) auf einer Platte (14), wobei auf der Platte (14) und/oder auf einer Kontaktfläche (16) des Batteriegehäuses (12) ein Wärmeleitmaterial (18) angeordnet wird, wobei das Batteriegehäuse (12) mit der Kontaktfläche (16) relativ zu der Platte (14) so angeordnet wird, dass das Wärmeleitmaterial (18) zwischen der Kontaktfläche (16) und der Platte (14) angeordnet ist, wobei der Abstand (d) zwischen der Kontaktfläche (16) und der Platte (14) verringert wird, während das Batteriemodul (12) mit Schwingungen beaufschlagt wird und/oder die Platte (14) mit Schwingungen beaufschlagt wird und/oder das Wärmeleitmaterial (18) mit Schwingungen beaufschlagt wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Handhabungsvorrichtung (26) zur Anordnung eines als Antriebsenergiespeicher für ein Kraftfahrzeug dienenden Batteriemoduls (10) mit einem Batteriegehäuse (12) auf einer Platte (14).

The invention relates to a method for arranging a battery module (10) serving as drive energy store for a motor vehicle with a battery housing (12) on a plate (14), wherein on the plate (14) and / or on a contact surface (16) of the battery housing ( 12) a heat conduction material (18) is arranged, wherein the battery housing (12) with the contact surface (16) relative to the plate (14) is arranged so that the heat conducting material (18) between the contact surface (16) and the plate (14 ), wherein the distance (d) between the contact surface (16) and the plate (14) is reduced while the battery module (12) is vibrated and / or the plate (14) is vibrated and / or vibrated the Wärmeleitmaterial (18) is acted upon by vibrations. The invention further relates to a handling device (26) for arranging a battery module (10) serving as drive energy storage for a motor vehicle with a battery housing (12) on a plate (14).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Handhabungsvorrichtung zur Anordnung eines als Antriebsenergiespeicher für ein Kraftfahrzeug dienenden Batteriemoduls auf einer Platte. Dabei handelt es sich bei der Platte insbesondere um ein dünnwandiges Blech eines Kraftfahrzeuges, insbesondere um ein Bodenblech eines Kraftfahrzeuges.The invention relates to a method and a handling device for arranging a battery module serving as drive energy storage for a motor vehicle on a plate. In this case, the plate is in particular a thin-walled sheet metal of a motor vehicle, in particular a floor panel of a motor vehicle.

Aus DE 10 2017 100 030 A1 sind ein Verfahren und ein System zum Bereitstellen einer Gleichverteilung von Verlustwärme in einem Batteriesatz bekannt. In dem Batteriesatz sollen mehrere Zellen angeordnet und mit einem Kühlbehälter in thermischen Kontakt gebracht werden. Dazu wird eine verformbare Wärmeleitpaste zwischen den Zellen und dem Kühlbehälter angeordnet. In Verbindung mit dem Verfahren wird auf die Möglichkeit verwiesen, durch Schütteln oder Vibrieren des Systems eine gleichmäßige Verteilung der Wärmeleitpaste zwischen den einzelnen Zellen zu bewirken. Auf eine nachgelagerte Handhabung des Systems, insbesondere auf eine Anordnung eines solchen Systems auf einer Platte, mit welcher das System verbunden werden soll, wird in dem Dokument nicht eingegangen.Out DE 10 2017 100 030 A1 For example, a method and system for providing equal distribution of waste heat in a battery pack is known. In the battery pack, several cells are to be arranged and brought into thermal contact with a cooling container. For this purpose, a deformable thermal compound between the cells and the cooling container is arranged. In connection with the method, reference is made to the possibility of effecting a uniform distribution of the thermal paste between the individual cells by shaking or vibrating the system. On a downstream handling of the system, in particular on an arrangement of such a system on a plate to which the system is to be connected, is not discussed in the document.

Bei der Handhabung von Batteriegehäusen von als Antriebsenergiespeicher dienenden Batteriemodulen - insbesondere bei der Anordnung eines solchen Batteriegehäuses auf einer Platte, mit welcher das Batteriegehäuse verbunden werden soll - besteht das Problem, dass extern an dem Batteriegehäuse angreifende Kräfte gering gehalten werden müssen, um eine negative Beeinträchtigung von in dem Batteriegehäuse angeordneten Batteriezellen und/oder eine Verformung der Platte zu vermeiden, insbesondere eine plastische Verformung der Platte. Dies ist insbesondere dann problematisch, wenn das Batteriemodul verhältnismäßig groß und schwer ist und somit eine flächenmäßig große Kontaktfläche (z.B. eine Bodenfläche) aufweist und diese Kontaktfläche zur Erzielung einer vorteilhaften Wärmeleitverbindung über eine Zwischenlage aus einem Wärmeleitmaterial eine möglichst großflächige Wärmeleitverbindung zu der Platte herstellen soll. Als Wärmeleitmaterial werden in solchen Fällen oft ZweiKomponenten-Materialien (2K-Wärmeleitmaterialien) verwendet, die während einer Montagephase leicht komprimierbar sind und später aushärten. Um sicherzugehen, dass das Wärmeleitmaterial möglichst vollflächig zwischen Batteriegehäuse und der Platte angeordnet ist und ein definierter Soll-Abstand zwischen dem Batteriegehäuse und der Unterlage nicht unterschritten wird, wird eine relativ dicke Schicht des Wärmeleitmaterials auf das Batteriemodul oder das korrespondierende Element aufgetragen, wobei die Schichtdicke des Wärmeleitmaterials größer gewählt wird als der Soll-Abstand. Anschließend werden die beiden Bauteile in einen Soll-Abstand zueinander gebracht. Überschüssiges Wärmeleitmaterial wird dabei verdrängt. Nachteilig ist, dass die erforderlichen 2K-Wärmeleitmaterialien relativ teuer sind. Bei Verwendung günstigerer Einkomponenten-Wärmeleitmaterialien (1K-Wärmeleitmaterialien) hingegen besteht das Problem, dass diese üblicherweise eine höhere Viskosität aufweisen. Dementsprechend sind relativ hohe Kräfte erforderlich, um eine Anordnung in der oben skizzierten Art und Weise zu erzielen, insbesondere in automatisierter Form mittels geeigneter Handhabungsvorrichtungen. Die benötigten Kräfte liegen häufig im Bereich von 10.000 N oder mehr. Solche Kräfte können zu Schädigungen der in dem Batteriemodul angeordneten Batteriezellen führen, und/oder solche Kräfte können von dünnwandigen Platten, auf welchen die Batteriegehäuse angeordnet werden sollen, teilweise nicht aufgenommen werden, weil die Platten sich dann plastisch und/oder elastisch verformen würden.In the handling of battery cases serving as drive energy storage battery modules - especially in the arrangement of such a battery case on a plate to which the battery case to be connected - there is the problem that externally acting on the battery case forces must be kept low to a negative impact to avoid battery cells arranged in the battery housing and / or deformation of the plate, in particular a plastic deformation of the plate. This is particularly problematical if the battery module is relatively large and heavy and thus has an areal contact surface (e.g., a bottom surface) and this contact surface to achieve an advantageous Wärmeleitverbindung an intermediate layer of a Wärmeleitmaterial as large as possible heat conduction to the plate to produce. In such cases, two-component materials (2K heat-conducting materials) which are easily compressible during a mounting phase and cure later are often used as the heat-conducting material. To ensure that the heat conduction material is arranged as completely as possible between the battery housing and the plate and a defined target distance between the battery case and the pad is not exceeded, a relatively thick layer of the heat conducting material is applied to the battery module or the corresponding element, wherein the layer thickness the heat conduction material is chosen to be greater than the desired distance. Subsequently, the two components are brought into a desired distance from each other. Excess heat conduction material is displaced. The disadvantage is that the required 2K Wärmeleitmaterialien are relatively expensive. By contrast, when using cheaper one-component heat-conducting materials (1K heat-conducting materials), there is the problem that they usually have a higher viscosity. Accordingly, relatively high forces are required to achieve an arrangement in the manner outlined above, particularly in automated form by means of suitable handling devices. The required forces are often in the range of 10,000 N or more. Such forces can lead to damage to the battery cells arranged in the battery module, and / or such forces can not be absorbed in part by thin-walled plates on which the battery cases are to be arranged, because the plates would then plastically and / or elastically deform.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Anordnen eines als Antriebsenergiespeicher für ein Kraftfahrzeug dienenden Batteriemoduls mit einem Batteriegehäuse auf einer Platte und eine Handhabungsvorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens zur Verfügung zu stellen, welche die Anordnung eines Batteriemoduls auf einer Platte mit geringem Krafteinsatz einfach und kostengünstig mit qualitativ hochwertigem Wärmeübergang unabhängig von der konstruktiven Gestaltung der Platte zu ermöglichen, wobei die Gefahr einer Schädigung von in dem Batteriemodul angeordneten Batteriezellen möglichst gering gehalten werden soll.The invention has for its object to provide a method for arranging a serving as a drive energy storage for a motor vehicle battery module with a battery case on a plate and a handling device for performing such a method, the arrangement of a battery module on a plate with low power input easy and cost-effective with high-quality heat transfer regardless of the structural design of the plate, the risk of damage to be arranged in the battery module battery cells should be kept as low as possible.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind in Verbindung mit den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The object is achieved according to the invention with the features of the independent claims. Further practical embodiments and advantages of the invention are described in connection with the dependent claims.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Anordnung eines als Antriebsenergiespeicher für ein Kraftfahrzeug dienenden Batteriemoduls mit einem Batteriegehäuse auf einer Platte wird auf der Platte und/oder auf einer Kontaktfläche des Batteriegehäuses ein Wärmeleitmaterial angeordnet, wobei das Batteriegehäuse mit der Kontaktfläche relativ zu der Platte so angeordnet wird, dass das Wärmeleitmaterial zwischen der Kontaktfläche und der Platte angeordnet ist. Unter einem Antriebsenergiespeicher im Sinne der Erfindung sind dabei Batteriemodule zu verstehen, die zumindest überwiegend - oder sogar ausschließlich - zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges dienen. Die Antriebsenergiespeicher können dabei in einem Kraftfahrzeug selbst angeordnet oder Teil von stationären Anwendungen sein, insbesondere von stationären Anwendungen, die dazu dienen, ein für ein Kraftfahrzeug vorgesehenes Batteriemodul zu laden. Diesbezüglich wird insbesondere auf Ladestationen verwiesen, an welchen eine sichere Anordnung von Batteriemodulen auf einer Platte mittels Wärmeleitmaterial von Bedeutung ist, beispielsweise um einen vorgegebenen Temperaturbereich der Batterie während des Ladens mittels einer Kühlplatte und/oder einer Wärmeplatte einhalten zu können.According to the inventive method for arranging a serving as a drive energy storage for a motor vehicle battery module with a battery housing on a plate on the plate and / or on a contact surface of the battery housing, a Wärmeleitmaterial is arranged, wherein the battery housing is arranged with the contact surface relative to the plate so the heat-conducting material is arranged between the contact surface and the plate. Under a drive energy storage in the context of the invention are battery modules to understand that at least predominantly - or even exclusively - are used to drive a motor vehicle. The drive energy storage devices can be arranged in a motor vehicle itself or be part of stationary applications, in particular of stationary applications, which serve to charge a battery module provided for a motor vehicle. In this regard, reference is made in particular to charging stations to which a safe arrangement of battery modules on a plate by means of heat conducting material is important, for example, to be able to comply with a predetermined temperature range of the battery during charging by means of a cooling plate and / or a hot plate.

Batteriemodule im Sinne der Erfindung sind insbesondere solche, die eine Spannung von maximal 60 V zur Verfügung stellen. Zur Ausbildung eines Antriebsenergiespeichers werden daher insbesondere mehrere Batteriemodule, beispielsweise 8, 10 oder 12 Batteriemodule, derart miteinander verschaltet, dass sich eine Gesamtspannung von mindestens 100 V und weiter vorzugsweise von mindestens 200 V ergibt, insbesondere eine Spannung zwischen 200 V und 300 V.Battery modules according to the invention are in particular those which provide a maximum voltage of 60 V available. In order to form a drive energy storage device, in particular a plurality of battery modules, for example 8, 10 or 12 battery modules, are interconnected in such a way that a total voltage of at least 100 V and more preferably of at least 200 V results, in particular a voltage between 200 V and 300 V.

In dem Batteriegehäuse ist mindestens eine Batteriezelle angeordnet. Vorzugsweise sind mehrere Batteriezellen in dem Batteriegehäuse angeordnet. Besonders bevorzugt sind Batteriemodule, bei denen jede Batteriezelle eine Spannung von mindestens 2 V zur Verfügung stellt, weiter bevorzugt mindestens 3 V und besonders bevorzugt 2-4 V oder 3-4 V.In the battery case, at least one battery cell is arranged. Preferably, a plurality of battery cells are arranged in the battery housing. Particularly preferred are battery modules in which each battery cell provides a voltage of at least 2V, more preferably at least 3V, and most preferably 2-4V or 3-4V.

Bei der vorstehend genannten Platte handelt es sich insbesondere um eine Platte, mittels welcher Wärme passiv, zum Beispiel durch einen während der Fahrt des Kraftfahrzeuges auftretenden Fahrtwind, von dem Batteriegehäuse abgeführt wird. Alternativ wird die Platte mittels eines durch die Platte oder entlang der Platte strömenden Kühlmittels aktiv gekühlt, um die Abfuhr von Wärme aus dem Batteriemodul zu verbessern. Zudem kann vorgesehen sein, dass die Platte bei niedrigen Außentemperaturen zum aktiven Heizen des Batteriemoduls verwendet wird, insbesondere um die Funktionsfähigkeit und die Haltbarkeit des Batteriemoduls zu verbessern.In particular, the above-mentioned plate is a plate by means of which heat is dissipated passively from the battery housing, for example by a traveling wind occurring during the drive of the motor vehicle. Alternatively, the plate is actively cooled by means of a coolant flowing through the plate or along the plate to enhance the removal of heat from the battery module. In addition, it can be provided that the plate is used at low outside temperatures for active heating of the battery module, in particular to improve the functionality and the durability of the battery module.

Als Wärmeleitmaterial werden insbesondere pastöse, schaumartige und/oder gummiartige Materialien verwendet. Der Abstand zwischen der Kontaktfläche und der Platte wird verringert, während das Batteriemodul mit Schwingungen beaufschlagt wird und/oder die Platte mit Schwingungen beaufschlagt wird und/oder das Wärmeleitmaterial mit Schwingungen beaufschlagt wird.In particular pasty, foam-like and / or rubber-like materials are used as heat-conducting material. The distance between the contact surface and the plate is reduced, while the battery module is subjected to vibrations and / or the plate is subjected to vibrations and / or the heat conduction material is subjected to vibrations.

Durch die Beaufschlagung mit Schwingungen wird die zur Anordnung des Batteriegehäuses auf der Platte in einem Soll-Abstand aufzuwendende Kraft erheblich reduziert, insbesondere in Verbindung mit 1 K-Wärmeleitmaterial. Mittels der Schwingungen bzw. Vibrationen werden kleine Kraftstöße bzw. Impulse in die Platte und/oder das Batteriegehäuse und/oder das Wärmeleitmaterial eingeleitet, mittels welchen die notwendige Kraft zur Verringerung des Abstandes zwischen Batteriegehäuse und Platte erheblich verringert werden kann. Dies geschieht im Wesentlichen aufgrund der unmittelbaren oder mittelbaren Wirkung auf das Wärmeleitmaterial. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der benötigte Krafteinsatz bzw. Druck insoweit signifikant reduziert werden, um ein Batteriegehäuse auf einer Platte in einem Soll-Abstand anzuordnen und insbesondere dazwischen angeordnetes Wärmeleitmaterial so weit zu verdrängen, dass der Soll-Abstand erreicht wird. Besonders vorteilhaft ist, dass die auf das Batteriegehäuse einwirkenden Kräfte dabei sehr gering gehalten werden können, so dass in dem Batteriegehäuse angeordnete Batteriezellen während des Verfahrens frei oder weitestgehend frei von mechanischen Spannungen und Druck bleiben. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Verfahren auch in Verbindung mit Platten in Form von Blechen mit geringer Wandstärke durchführbar ist, ohne dass das Risiko eines Durchbiegens oder plastischen Verformens besteht.By applying vibrations with the arrangement of the battery case on the plate in a desired distance expended force is significantly reduced, especially in conjunction with 1 K heat conduction. By means of vibrations or vibrations small impulses or pulses are introduced into the plate and / or the battery case and / or the heat conducting material, by means of which the force required to reduce the distance between the battery case and plate can be significantly reduced. This happens mainly because of the direct or indirect effect on the heat conduction material. With the method according to the invention, the required application of force or pressure can be significantly reduced in this respect in order to arrange a battery housing on a plate at a desired distance and in particular to displace heat conducting material arranged therebetween so far that the desired distance is achieved. It is particularly advantageous that the forces acting on the battery case forces can be kept very low, so that in the battery housing arranged battery cells remain free or largely free of mechanical stresses and pressure during the process. Another advantage is that the method can also be carried out in connection with plates in the form of sheets with a small wall thickness, without the risk of bending or plastic deformation.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist, dass statt teurer (2K-)Wärmeleitmaterialien mit niedrigerer Viskosität auch günstigere Wärmeleitmaterialien verwendet werden können, insbesondere 1 K-Wärmeleitmaterialien, die zwar grundsätzliche eine höhere Viskosität und somit eine schlechtere „Verarbeitbarkeit“ aufweisen, aber aufgrund des reduzierten benötigten Krafteinsatzes und Drucks in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendbar sind. Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren insoweit unter Verwendung eines 1 K-Wärmeleitmaterials durchgeführt.Another advantage of the method is that instead of expensive (2K) Wärmeleitmaterialien with lower viscosity and more favorable Wärmeleitmaterialien can be used, in particular 1 K Wärmeleitmaterialien, which in principle have a higher viscosity and thus a worse "processability", but due to the reduced required force application and pressure in connection with the method according to the invention can be used. The method according to the invention is preferably carried out using a 1 K heat-conducting material.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ferner eine besonders gleichmäßige Verteilung des Wärmeleitmaterials zwischen der Kontaktfläche und der Platte realisiert werden. Insbesondere wird schon bei einem geringen Kraftniveau während des Zusammenführens von Batteriegehäuse und Platte überschüssiges Wärmeleitmaterial gleichmäßig nach außen aus dem Zwischenraum zwischen Batteriegehäuse und Platte verdrängt. Damit ergibt sich ein Übergang mit vollflächiger Übertragung und hoher Wärmeleitfähigkeit zwischen der Kontaktfläche des Batteriegehäuses und der Platte, selbst wenn der Auftrag von Wärmeleitmaterial zuvor nur punktuell erfolgte und eine vollflächige Verteilung erst während des Zusammenführens von Batteriegehäuse und Platte durch die Verdrängung des Wärmeleitmaterials erfolgt. Durch den geringen benötigten Kraftaufwand bzw. Druck kann das Verfahren auch mit geringem Zeiteinsatz durchgeführt werden, wodurch sich bei einer automatisierten Fertigung geringe Einzel-Bearbeitungszeiten und hohe Taktraten realisieren lassen.With the aid of the method according to the invention, furthermore, a particularly uniform distribution of the heat-conducting material between the contact surface and the plate can be realized. In particular, even at a low level of force during the merging of battery case and plate excess heat conduction material is evenly displaced outwardly from the space between the battery case and plate. This results in a transition with full-surface transmission and high thermal conductivity between the contact surface of the battery case and the plate, even if the order of Wärmeleitmaterial previously took place only selectively and a full-surface distribution takes place only during the merging of battery case and plate by the displacement of the Wärmeleitmaterials. Due to the low force required or pressure, the method can be carried out with little time, which can be realized in an automated manufacturing low individual processing times and high clock rates.

Als Schwingungen geeignet sind insbesondere Frequenzen im Bereich von ab 0,5 Hz oder 1 Hz bis 50 kHz, wobei mit Frequenzen von 1 Hz bis 100 Hz bereits sehr gute Ergebnisse erzielt werden. Es genügten auch bereits relativ kleine Amplituden von ca. 10 µm, um eine vorteilhafte Wirkung zu erzielen. Bevorzugt sind jedoch Amplituden ab 20 µm, insbesondere 50 µm oder 100 µm. Größere Amplituden sind ebenfalls möglich.Frequencies in the range from 0.5 Hz or 1 Hz to 50 kHz are particularly suitable as oscillations, with very good results having frequencies of 1 Hz to 100 Hz already being achieved. Even relatively small amplitudes of approximately 10 μm were sufficient to achieve a beneficial effect. However, amplitudes from 20 μm, in particular 50 μm or 100 μm, are preferred. Larger amplitudes are also possible.

Bei den vorstehend genannten Batteriemodulen handelt es sich um Antriebspeicher für Kraftfahrzeuge, die ein großes Gewicht aufweisen und in denen eine Vielzahl von Batteriezellen angeordnet sind, meist mindestens 5 kg, weiter bevorzugt mindestens 8 kg und besonders bevorzugt mindestens 10 kg, mindestens 15 kg oder mindestens 20 kg. Die Batteriegehäuse solcher Batteriemodule sind insbesondere mindestens 30 cm lang, insbesondere mindestens 40 cm, bevorzugt 50 cm und besonders bevorzugt mindestens 55 cm lang. Übliche Breiten liegen bei mindestens 10 cm, mindestens 15 cm, mindestens 20 cm oder mindestens 25 cm. Die Höhe beträgt insbesondere mindestens 5 cm, bevorzugt mindestens 7 cm und weiter bevorzugt mindestens 10 cm.The battery modules mentioned above are drive storage systems for motor vehicles which have a large weight and in which a multiplicity of battery cells are arranged, usually at least 5 kg, more preferably at least 8 kg and particularly preferably at least 10 kg, at least 15 kg or at least 20 kg. The battery housings of such battery modules are in particular at least 30 cm long, in particular at least 40 cm, preferably 50 cm and particularly preferably at least 55 cm long. Usual widths are at least 10 cm, at least 15 cm, at least 20 cm or at least 25 cm. The height is in particular at least 5 cm, preferably at least 7 cm and more preferably at least 10 cm.

Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei der genannten Platte insbesondere um ein dünnwandiges Bodenblech, beispielsweise ein Bodenblech, das im Bereich der Unterseite eines Kraftfahrzeuges angeordnet ist. Derartige Bodenbleche weisen insbesondere eine Materialstärke (Dicke) zwischen 0,5 mm und 5 mm auf. Die Materialstärke ist in der Regel so gering, dass ein Batteriemodul zur Befestigung auf diesem Bodenblech nicht durch einfaches Eindrehen von Schrauben in dem Bodenblech befestigt werden kann. Es sind daher in der Praxis Hilfsmittel erforderlich, um eine lösbare Verbindung eines Batteriemoduls an einem solchen Bodenblech herstellen zu können. Als solche Hilfsmittel werden in der Praxis beispielsweise Schweißmuttern oder sonstige, lokal angeordnete Vorsprünge verwendet, die ausreichend Material zur Ausbildung eines Gewindes mit ausreichender Einschraubtiefe bereitstellen. Das Batteriegehäuse weist vorzugsweise flanschartige Vorsprünge mit Öffnungen zur Herstellung einer Schraubverbindung zwischen dem Batteriegehäuse und der Platte auf. Zur Fixierung des Batteriegehäuses auf der Platte kann dann jeweils mittels einer durch die in den Vorsprüngen ausgebildeten Öffnungen geführten Schraube das Batteriegehäuse mit der Platte bzw. dem daran angeordneten Hilfsmittel verschraubt werden.As already mentioned, the said plate is, in particular, a thin-walled floor panel, for example a floor panel, which is arranged in the region of the underside of a motor vehicle. Such floor panels in particular have a material thickness (thickness) between 0.5 mm and 5 mm. The material thickness is usually so low that a battery module for mounting on this floor panel can not be fixed by simply screwing screws in the floor panel. It is therefore necessary in practice aids to be able to produce a detachable connection of a battery module to such a floor panel can. As such aids in practice, for example, weld nuts or other, locally arranged projections are used, which provide sufficient material to form a thread with sufficient depth of engagement. The battery case preferably has flange-like projections with openings for making a screw connection between the battery case and the plate. In order to fix the battery housing on the plate, the battery housing can then be screwed to the plate or to the aid arranged thereon in each case by means of a screw guided through the openings formed in the projections.

Um die aufzuwendende Kraft zur Anordnung des Batteriemoduls auf der Platte in einem Soll-Abstand weiter zu reduzieren, erfolgt die Verringerung des Abstandes zwischen der Kontaktfläche und der Platte zumindest teilweise unter Einwirkung der Schwerkraft. Aufgrund des oben erläuterten, relativ hohen Eigengewichts von Batteriemodulen kann das Eigengewicht im Einzelfall sogar bereits ausreichend groß sein, um den Soll-Abstand zwischen Batteriegehäuse und Platte nur mittels der Schwerkraft und den Schwingungen herzustellen, so dass keine zusätzliche Krafteinleitung in das Batteriegehäuse erforderlich ist.In order to further reduce the force required to arrange the battery module on the plate at a desired distance, the reduction of the distance between the contact surface and the plate is at least partially under the action of gravity. Due to the above-explained, relatively high dead weight of battery modules, the weight in an individual case may even be already large enough to produce the desired distance between the battery case and plate only by gravity and the vibrations, so that no additional force is required in the battery case.

In einer weiteren praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Batteriegehäuse mit einer zusätzlichen (vorzugsweise geringen) Anpresskraft und/oder mit einem zusätzlichen (vorzugsweise geringen) Anpressdruck beaufschlagt, während der Abstand zwischen der Kontaktfläche und dem Batteriegehäuse verringert wird. Die Anpresskraft, und/oder der Anpressdruck können dabei entweder durch manuelles Andrücken oder durch Andrücken mittels einer Handhabungsvorrichtung erzeugt werden. Die zusätzliche Anpresskraft und/oder der zusätzliche Anpressdruck verringern den Zeitaufwand, der benötigt wird, um das Batteriegehäuse und die Platte in dem gewünschten Soll-Abstand zueinander anzuordnen. Die zusätzliche Anpresskraft und/oder der zusätzliche Anpressdruck sind dabei vorzugsweise so gering gehalten, dass das Batteriegehäuse und darin angeordnete Batteriezellen sowie die Platte sicher nicht in ihrer Funktionalität und/oder ihrer Formstabilität beeinträchtigt werden.In a further practical embodiment of the method according to the invention, the battery housing with an additional (preferably low) contact pressure and / or an additional (preferably low) contact pressure is applied, while the distance between the contact surface and the battery case is reduced. The contact pressure, and / or the contact pressure can be generated either by manual pressing or by pressing by means of a handling device. The additional contact pressure and / or the additional contact pressure reduce the time required to place the battery housing and the plate in the desired desired distance from each other. The additional contact pressure and / or the additional contact pressure are preferably kept so low that the battery case and arranged therein battery cells and the plate are certainly not impaired in their functionality and / or their dimensional stability.

Wenn gemäß einer weiteren praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens die Anordnung des Batteriegehäuses und/oder die Beaufschlagung des Batteriegehäuses mit Schwingungen automatisiert mittels einer Handhabungsvorrichtung durchgeführt wird, kann das Verfahren besonders präzise, schnell und damit kostengünstig zur Verarbeitung hoher Stückzahlen durchgeführt werden. Auf weitere Details zur Handhabungsvorrichtung wird noch in Verbindung mit der Figurenbeschreibung verwiesen.If, according to a further practical embodiment of the method according to the invention, the arrangement of the battery housing and / or the application of vibrations to the battery housing is carried out automatically by means of a handling device, the method can be carried out particularly precisely, quickly and thus cost-effectively for the processing of large numbers. Further details on the handling device will be referred to in connection with the description of the figures.

Die Schwingungen, mit welchen das Batteriegehäuse, das Wärmeleitmaterial und/oder die Platte beaufschlagen werden, werden vorzugsweise in Verbindungsrichtung und/oder senkrecht zu der Verbindungsrichtung ausgeübt. Als Verbindungsrichtung wird diejenige Richtung bezeichnet, in welcher die Kontaktfläche und die Platte zur Verringerung des Abstandes aufeinander zu bewegt werden. Anders ausgedrückt werden die Schwingungen entweder in Verbindungsrichtung - analog zu kleinen „Schlägen“ wie beim Eintreiben eines Nagels in eine Wand - ausgeübt. Alternativ oder in Ergänzung dazu werden Schwingungen - ähnlich einer Rüttelplatte - senkrecht zur Verbindungsrichtung auf das Batteriegehäuse, das Wärmeleitmaterial und/oder die Platte ausgeübt.The vibrations which are applied to the battery housing, the heat conduction material and / or the plate are preferably exerted in the connection direction and / or perpendicular to the connection direction. The direction of connection is that direction in which the contact surface and the plate are moved toward one another to reduce the distance. In other words, the vibrations are exerted either in the direction of connection - analogous to small "beats" as in the driving of a nail in a wall -. Alternatively or in addition to vibrations - similar to a vibrating plate - perpendicular to the direction of connection to the battery case, the heat conducting material and / or the plate exerted.

In einer weiteren praktischen Ausführungsform werden die Schwingungen hydraulisch und/oder elektrisch erzeugt. Eine derartige Erzeugung von Schwingungen ist insbesondere in Verbindung einer automatisierten Durchführung des Verfahrens mittels einer Handhabungsvorrichtung vorteilhaft, vor allem dann, wenn bereits ein elektrischer und/oder hydraulischer Antrieb oder Teile davon an der Handhabungsvorrichtung zur Verfügung stehen und für die Erzeugung von Schwingungen mitgenutzt werden können. Die hydraulische Erzeugung von Schwingungen kann insbesondere über Flüssigkeitsdruckpulse erfolgen, mit denen das Batteriegehäuse, das Wärmeleitmaterial und/oder die Platte mittelbar oder unmittelbar beaufschlagt werden. Als besonders geeignet wird in diesem Zusammenhang ein mit Öl betriebenes hydraulisches System angesehen. Die elektrische Erzeugung von Schwingungen kann insbesondere über einen Elektromotor mit Exzenter oder sonstigem Rüttel- oder Unwucht-Motor erfolgen.In a further practical embodiment, the vibrations are generated hydraulically and / or electrically. Such generation of vibrations is in particular in connection with an automated implementation of the method by means of a handling device advantageous, especially if already an electrical and / or hydraulic drive or parts thereof are available on the handling device and can be used for the generation of vibrations. The hydraulic generation of vibrations can be carried out in particular via fluid pressure pulses, with which the battery housing, the heat conducting material and / or the plate are acted upon directly or indirectly. Particularly suitable in this connection is considered an oil-operated hydraulic system. The electrical generation of vibrations can be done in particular via an electric motor with eccentric or other vibrating or unbalance engine.

Die Relativlage zwischen der Kontaktfläche bzw. dem Batteriegehäuse und der Platte in Form eines Soll-Abstandes wird insbesondere definiert, indem eine Soll-Montagekraft und/oder ein Soll-Montagedruck festgelegt ist, die bzw. der in der End-Montagelage von dem Batteriegehäuse auf die Platte ausgeübt werden soll. Diese Art der Festlegung wird ebenfalls als besonders vorteilhaft in Verbindung mit einem automatisierten Verfahren angesehen. Mittels geeigneter Sensoren werden insbesondere an der Handhabungsvorrichtung die aktuelle Montagekraft und/oder der aktuelle Montagedruck ermittelt und mit den jeweiligen Soll-Werten verglichen. Bei Erreichen der Soll-Werte ist die End-Montagelage mit dem Soll-Abstand zwischen der Kontaktfläche und der Platte erreicht. In dieser Weise kann besonders einfach sichergestellt werden, dass der Soll-Abstand erreicht ist.The relative position between the contact surface or the battery housing and the plate in the form of a desired distance is defined in particular by a desired mounting force and / or a target mounting pressure is set, the or in the final mounting position of the battery case the plate should be exercised. This type of fixation is also considered to be particularly advantageous in connection with an automated process. By means of suitable sensors, the current assembly force and / or the current assembly pressure are determined in particular on the handling device and compared with the respective desired values. Upon reaching the target values, the final mounting position is reached with the desired distance between the contact surface and the plate. In this way it can be particularly easily ensured that the desired distance is reached.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren wird in einem weiteren Verfahrensschritt das Batteriegehäuse nach Erreichen einer Soll-Position, in welcher der Soll-Abstand zwischen der Kontaktfläche und der Platte erreicht ist, lösbar mit der Platte verbunden, insbesondere verschraubt. Zur Verschraubung sind insbesondere bei Platten in Form von dünnen Blechen an der Platte Hilfsmittel wie Verdickungen (insbesondere mit darin ausgebildetem Gewinde) oder Schweißmuttern vorgesehen. An dem Batteriegehäuse können insbesondere flanschartige Vorsprünge, Aussparungen und/oder Schraubdome mit Schraublöchern ausgebildet sein, um eine einfache und direkte Verschraubung zu ermöglichen.According to a further embodiment of the method according to the invention, in a further method step, the battery housing after releasing a desired position in which the desired distance between the contact surface and the plate is reached, releasably connected to the plate, in particular screwed. For screwing aids such as thickening (in particular with threaded therein) or welding nuts are provided in particular for plates in the form of thin sheets on the plate. In particular, flange-like projections, recesses and / or screw domes with screw holes may be formed on the battery housing in order to enable simple and direct screwing.

Die Erfindung betrifft auch eine Handhabungsvorrichtung zur Anordnung eines als Antriebsenergiespeicher für ein Kraftfahrzeug dienenden Batteriemoduls mit einem Batteriegehäuse auf einer Platte mittels eines wie vorstehend beschriebenen Verfahrens. Die Handhabungsvorrichtung umfasst mindestens einen Greifarm zum Halten und Positionieren mindestens eines Batteriegehäuses, wobei der Greifarm mit einer Schwingungserzeugungsvorrichtung gekoppelt ist, um ein mit dem Greifarm fixiertes Batteriegehäuse während des Haltens in Schwingungen versetzen zu können. Insbesondere können dabei der Greifarm selbst und/oder ein mit dem Greifarm verbundener Teil der Handhabungsvorrichtung die Schwingungserzeugungsvorrichtung aufweisen. Bei solch einem verbundenen Teil handelt es sich insbesondere um einen beweglichen Arm der Handhabungsvorrichtung, über welchen die Schwingungen an den Greifarm und von diesem auf das Batteriegehäuse übertragen werden.The invention also relates to a handling device for arranging a battery module serving as drive energy storage for a motor vehicle with a battery housing on a plate by means of a method as described above. The handling device comprises at least one gripping arm for holding and positioning at least one battery housing, wherein the gripping arm is coupled to a vibration generating device in order to enable a fixed to the gripping arm battery housing during holding in vibration. In particular, the gripper arm itself and / or a part of the handling device connected to the gripper arm can have the vibration generating device. Such a connected part is, in particular, a movable arm of the handling device, via which the vibrations are transmitted to the gripper arm and from there to the battery housing.

In einer weiteren praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung werden die Schwingungen mittels der Schwingungserzeugungsvorrichtung hydraulisch erzeugt. Insbesondere wird dazu der Greifarm selbst oder ein den Greifarm haltender Arm der Handhabungsvorrichtung durch Flüssigkeitspulse, vorzugsweise Öldruckpulse, in Schwingungen versetzt. Alternativ oder in Ergänzung dazu werden die Schwingungen elektrisch erzeugt. Dazu ist insbesondere ein Elektromotor mit einer Unwucht oder einem Exzenter bzw. einer Rüttelvorrichtung vorgesehen, mittels welchem geeignete Schwingungen direkt am Greifarm erzeugt oder auf den Greifarm übertragen werden.In a further practical embodiment of the handling device according to the invention, the vibrations are generated hydraulically by means of the vibration generating device. In particular, the gripper arm itself or an arm of the handling device holding the gripper arm is set in vibration by liquid pulses, preferably oil pressure pulses. Alternatively or in addition to the vibrations are generated electrically. For this purpose, in particular an electric motor with an imbalance or an eccentric or a vibrating device is provided, by means of which suitable vibrations are generated directly on the gripping arm or transmitted to the gripping arm.

Wenn die Schwingungserzeugungsvorrichtung am Greifarm selbst angeordnet ist, ist der Greifarm vorzugsweise über ein Lager, vorzugsweise über eine Gummilagerung gegenüber der übrigen Handhabungsvorrichtung befestigt und kann im Rahmen dieser Gummilagerung gegenüber der Handhabungsvorrichtung schwingen. Er ist dann dementsprechend von der übrigen Handhabungsvorrichtung schwingungstechnisch entkoppelt.If the vibration generating device is arranged on the gripper arm itself, the gripping arm is preferably attached via a bearing, preferably via a rubber mounting with respect to the remaining handling device and can oscillate in the context of this rubber storage relative to the handling device. He is then accordingly decoupled vibration technology of the rest of the handling device.

Weitere praktische Ausführungsformen der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer ersten Variante einer Anordnung eines Batteriemoduls auf einer Platte mit dazwischen angeordnetem Wärmeleitmaterial in einem Schnitt,
2 eine schematische Darstellung einer zweiten Variante einer Anordnung eines Batteriemoduls auf einer Platte mit dazwischen angeordnetem Wärmeleitmaterial in einem Schnitt, und
3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung.

Further practical embodiments of the invention are described below in conjunction with the drawings. Show it:

1 1 is a schematic representation of a first variant of an arrangement of a battery module on a plate with heat conduction material arranged therebetween in a section,
2 a schematic representation of a second variant of an arrangement of a battery module on a plate with interposed heat conducting material in a section, and
3 a schematic representation of a handling device according to the invention.

In 1 ist eine Anordnung eines Batteriemoduls 10 mit einem Batteriegehäuse 12 auf einer Platte 14 in einer Schnittdarstellung gezeigt. Das Batteriegehäuse 12 weist eine in Richtung der Platte 14 weisende Kontaktfläche 16 auf. Zwischen der Kontaktfläche 16 und der Platte 14 ist zur Verbesserung des Wärmeübergangs ein Wärmeleitmaterial 18 angeordnet. Als Wärmeleitmaterial 18 dient vorliegend ein pastöses Material. Das Wärmeleitmaterial 18 ist in der in 1 gezeigten Anordnung bereits vollflächig über die Kontaktfläche 16 verteilt.In 1 is an arrangement of a battery module 10 with a battery case 12 on a plate 14 shown in a sectional view. The battery case 12 points one in the direction of the plate 14 pointing contact surface 16 on. Between the contact surface 16 and the plate 14 is a heat conducting material to improve the heat transfer eighteen arranged. As Wärmeleitmaterial eighteen serves here a pasty material. The heat conduction material eighteen is in the in 1 already shown over the entire surface over the contact surface 16 distributed.

Bei der Platte 14 handelt es sich insbesondere um eine Bodenplatte eines Kraftfahrzeuges, welche als einfaches Blech mit geringer Dicke von ca. 3 mm ausgebildet ist. Die Platte 14 ist auch insoweit eine Temperierplatte, als diese zur passiven Kühlung des Batteriemoduls 10 dient. Die Kühlung erfolgt dadurch, dass Fahrwind entlang der in 1 erkennbaren Unterseite der Platte 14 strömen und das Batteriemoduls 10 somit mittelbar über die Platte 14 und das Wärmeleitmaterial 18 kühlen kann. Alternativ kann die Platte 14 auch aktiv mittels eines Kühlmittels kühlbar ausgebildet sein und/oder mittels eines Heizmittels zur bedarfsweisen Aufheizung des Batteriemoduls 10 ausgebildet sein.At the plate 14 it is in particular a floor plate of a motor vehicle, which is designed as a simple sheet with a small thickness of about 3 mm. The plate 14 is also in this respect a tempering, as this for passive cooling of the battery module 10 serves. The cooling is done by driving wind along the in 1 recognizable bottom of the plate 14 stream and the battery module 10 thus indirectly over the plate 14 and the heat conduction material eighteen can cool. Alternatively, the plate 14 also be actively cooled by means of a coolant and / or by means of a heating means for heating the battery module as needed 10 be educated.

In der in 1 gezeigten Darstellung sind das Batteriegehäuse 12 und die Platte 14 in einer End-Montagelage dargestellt. Das heißt der Abstand d zwischen der Kontaktfläche 16 und der Platte 14 entspricht dem Soll-Abstand d_s . Zur Erzielung der End-Montagelage werden das Batteriegehäuse 12 und die Platte 14 in einer Verbindungsrichtung V, welche vorliegend parallel zur Schwerkraft g verläuft, relativ aufeinander zubewegt, d.h. der Abstand wird derart so lange verringert, bis der Soll-Abstand d_s erreicht ist. Überschüssiges Wärmeleitmaterial 18 wird während der Verringerung des Abstandes d zwischen der Kontaktfläche 16 und der Platte 14 nach außen verdrängt.In the in 1 The illustration shown are the battery case 12 and the plate 14 shown in a final mounting position. That is, the distance d between the contact surface 16 and the plate 14 corresponds to the nominal distance d _s , To achieve the final mounting position, the battery case 12 and the plate 14 in a connection direction V , which in this case runs parallel to the gravitational force g, moved relative to each other, ie, the distance is reduced so long until the desired distance d _s is reached. Excess heat conduction material eighteen is during the reduction of the distance d between the contact surface 16 and the plate 14 displaced to the outside.

Zur Reduzierung der Kraft, die zur Verringerung des Abstandes d zwischen dem Batteriegehäuse 12 und der Platte 14 benötigt wird, wird in dem gezeigten Ausführungsbeispiel das Batteriegehäuse 12 während der Annäherung in Schwingungen versetzt. Die Schwingungen (durch die beiden Doppelpfeile über dem Batteriemodul 10 dargestellt) werden in dieser Ausführungsform sowohl in Verbindungsrichtung V als auch senkrecht zur Verbindungsrichtung V auf das Batteriegehäuse 12 ausgeübt.To reduce the force needed to reduce the distance d between the battery case 12 and the plate 14 is needed, in the embodiment shown, the battery case 12 vibrated during the approach. The vibrations (through the two double arrows above the battery module 10 shown) in this embodiment both in the connecting direction V as well as perpendicular to the connection direction V on the battery case 12 exercised.

Der Vollständigkeit halber wird aber darauf hingewiesen, dass auch nur eine Schwingung in einer der beiden Richtungen oder in eine andere Richtung ausreichend ist, dass zusätzlich zum Batteriegehäuse 12 oder alternativ dazu auch das Wärmeleitmaterial 18 und/oder die Platte 14 in Schwingungen versetzt werden kann.For the sake of completeness, however, it is pointed out that even only one oscillation in one of the two directions or in another direction is sufficient, in addition to the battery housing 12 or alternatively also the heat conduction material eighteen and / or the plate 14 can be vibrated.

In Verbindung mit der Beschreibung einer zweiten Variante einer Anordnung eines Batteriemoduls 10 auf einer Platte 14 werden im Folgenden für identische oder zumindest funktionsgleiche Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet wie in 1.In conjunction with the description of a second variant of an arrangement of a battery module 10 on a plate 14 In the following, the same reference numerals are used for identical or at least functionally identical elements as in FIG 1 ,

In 2 ist eine zweite Variante einer Anordnung eines Batteriemoduls 10 auf einer Platte 14 dargestellt. Zwischen der Kontaktfläche 16 des Batteriegehäuses 12 und der Platte 14 ist Wärmeleitmaterial 18 angeordnet. Auch in diesem Fall ist das Wärmeleitmaterial 18 bereits vollflächig über die Kontaktfläche 16 verteilt. Es wird an dieser Stelle aber darauf hingewiesen, dass dies nicht erforderlich ist. Das Wärmeleitmaterial 18 kann auch zunächst nur punktuell - beispielsweise als eine einfache Anhäufung ungefähr in der Mitte zwischen Batteriegehäuse 12 und Platte 14 - angeordnet sein und dann während der Annäherung in Verbindungsrichtung V während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vollflächig verteilt werden.In 2 is a second variant of an arrangement of a battery module 10 on a plate 14 shown. Between the contact surface 16 of the battery case 12 and the plate 14 is heat conduction material eighteen arranged. Also in this case is the heat conduction material eighteen already over the entire surface over the contact surface 16 distributed. It is noted at this point, however, that this is not necessary. The heat conduction material eighteen can also initially only punctually - for example, as a simple accumulation approximately in the middle between the battery case 12 and plate 14 - Be arranged and then be distributed over the entire surface during the approach in the connection direction V during the implementation of the method according to the invention.

Auf der Platte 14 sind als Hilfsmittel 20 zur Verbindung des Batteriegehäuses 12 mit der Platte 14 separate Schweißmuttern 22 angeordnet, die als lokale Verdickung der Platte 14 dienen und eine Verschraubung des Batteriegehäuses 12 mit der Platte 14 ermöglichen. Das Batteriegehäuse 12 selbst weist mit den Schweißmuttern 22 korrespondierende flanschartige Vorsprünge 24 auf, in welchen jeweils eine Öffnung 40 zum Durchführen einer Schraube (nicht dargestellt) ausgebildet ist.On the plate 14 are as aids 20 for connecting the battery case 12 with the plate 14 separate welding nuts 22 arranged as local thickening of the plate 14 Serve and a screw connection of the battery case 12 with the plate 14 enable. The battery case 12 even points with the weld nuts 22 corresponding flange-like projections 24 on, in each of which an opening 40 for performing a screw (not shown) is formed.

In dieser Variante wurde der Abstand d zwischen der Kontaktfläche 16 und der Platte 14 noch nicht vollständig bis auf einen Soll-Abstand d_s reduziert. Es ist noch Wärmeleitmaterial 18 zwischen den Schweißmuttern 22 und den Vorsprüngen 24 angeordnet, welches durch eine weitere Annäherung noch verdrängt werden muss.In this variant, the distance d between the contact surface 16 and the plate 14 not yet complete to a target distance d _s reduced. It is still heat conduction material eighteen between the weld nuts 22 and the projections 24 arranged, which must be displaced by a further approximation yet.

Die Höhe der Hilfsmittel 20 ist vorliegend derart ausgebildet, dass auch bei Erreichen des Soll-Abstandes d_s zwischen der im mittleren Bereich des Batteriegehäuses 12 ausgebildeten Kontaktfläche 16 und der Platte 14 ein Abstand verbleibt, in welchem Wärmeleitmaterial 18 angeordnet ist, wenn das Batteriegehäuse 12 mit der Platte 14 verschraubt ist und die Unterseiten 42 der Vorsprünge 24 auf den Schweißmuttern 22 aufliegen. Überschüssiges Wärmeleitmaterial 18 wird zu den Seiten hin verdrängt. Auch hier erfolgt eine Reduzierung der Kraft in Verbindungsrichtung V durch eine Überlagerung der Annäherungsbewegung mit Schwingungen (durch Doppelpfeile gekennzeichnet).The height of the aids 20 is presently designed such that even when reaching the desired distance d _s between the middle of the battery case 12 trained contact surface 16 and the plate 14 a distance remains in which Wärmeleitmaterial eighteen is arranged when the battery case 12 with the plate 14 is bolted and the bases 42 the projections 24 on the weld nuts 22 rest. Excess heat conduction material eighteen is displaced to the sides. Again, there is a reduction of the force in the connecting direction V by a superposition of the approach movement with vibrations (indicated by double arrows).

In 3 ist eine erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung 26 zur Anordnung eines Batteriegehäuses 12 auf einer Platte 14 gezeigt.In 3 is a handling device according to the invention 26 for arranging a battery case 12 on a plate 14 shown.

Die Handhabungsvorrichtung 26 umfasst einen Greifarm 28 zum Halten und Positionieren des Batteriegehäuses 12, wobei der Greifarm 28 hier zwei relativ zueinander verfahrbare Klemmabschnitte 44a, 44b aufweist, um ein Batteriegehäuse 12 durch gegenüber der gezeigten Position zunächst weiteres Auseinanderfahren und dann wieder Zusammenfahren der Klemmabschnitte 44a, 44b greifen, bewegen und relativ zu einer Platte 14 positionieren und verfahren zu können. Der Greifarm 28 selbst ist über einen mehrteiligen und beweglichen Arm 30 an einem Fuß 32 der Handhabungsvorrichtung 26 verschwenkbar befestigt.The handling device 26 includes a gripper arm 28 for holding and positioning the battery case 12 , where the gripper arm 28 here two relatively movable clamping sections 44a . 44b has to be a battery case 12 by first moving apart further apart from the position shown and then moving the clamping sections together again 44a . 44b grab, move and relative to a plate 14 to be able to position and move. The gripper arm 28 itself is about a multi-part and movable arm 30 on one foot 32 the handling device 26 attached pivotally.

Zur Erzeugung von Schwingungen weist die Handhabungsvorrichtung 26 vorliegend eine Schwingungserzeugungsvorrichtung 34 auf. Die Schwingungserzeugungsvorrichtung 34 dient hier ebenfalls als Fuß 32 der Handhabungsvorrichtung 26. Alternativ kann die Schwingungserzeugungsvorrichtung 34 in dem Fuß 32 angeordnet sein. Die Schwingungen werden hier hydraulisch mittels eines Öldruckpulses erzeugt. Alternativ können sie elektrisch mittels eines Unwuchtmotors oder eines sonstigen geeigneten Elektromotors erzeugt werden. Die Schwingungen werden dann von dem Fuß 32 der Handhabungsvorrichtung 26 über den Arm 30 auf den Greifarm 28 übertragen.For generating vibrations, the handling device 26 in the present case, a vibration generating device 34 on. The vibration generating device 34 also serves as a foot here 32 the handling device 26 , Alternatively, the vibration generating device 34 in the foot 32 be arranged. The vibrations are generated here hydraulically by means of an oil pressure pulse. Alternatively, they may be generated electrically by means of an unbalance motor or other suitable electric motor. The vibrations are then from the foot 32 the handling device 26 over the arm 30 on the gripper arm 28 transfer.

Alternativ oder in Ergänzung weist die Handhabungsvorrichtung 26 (noch) eine Schwingungserzeugungsvorrichtung 36 im Bereich des Greifarms 28 auf, so dass der Greifarm 28 direkt in Schwingungen versetzt wird. Der Greifarm 28 ist in diesem Fall über ein Lager 38 schwingungstechnisch von dem Arm 30 entkoppelt. Es wird darauf hingewiesen, dass die Handhabungsvorrichtung 26 zwei oder mehr Schwingungserzeugungsvorrichtungen aufweisen kann, insbesondere um Schwingungen an verschiedenen Positionen und/oder in verschiedenen Schwingungsrichtungen zu erzeugen.Alternatively or in addition, the handling device 26 (still) a vibration generating device 36 in the area of the gripper arm 28 on, so the gripper arm 28 is directly vibrated. The gripper arm 28 is in this case about a camp 38 vibrationally from the arm 30 decoupled. It should be noted that the handling device 26 two or more vibration generating devices may have, in particular to generate vibrations at different positions and / or in different directions of vibration.

Die Schwingungserzeugungsvorrichtungen 34, 36 bewirken eine Schwingung des Greifarms 28, mittels welchem das Batteriegehäuse 12 ebenfalls in Schwingungen versetzt wird. Der Greifarm 28 bewegt das Batteriegehäuse 12 in Verbindungsrichtung V in Richtung der Schwerkraft g und übt gleichzeitig eine Schwingung auf das Batteriegehäuse 12 aus.The vibration generating devices 34 . 36 cause a vibration of the gripping arm 28 , by means of which the battery case 12 is also vibrated. The gripper arm 28 moves the battery case 12 in the connection direction V in the direction of gravity g and simultaneously exerts a vibration on the battery case 12 out.

3 zeigt die Anordnung des Batteriegehäuses 12 auf der Platte 14 in einem Anfangszustand, bevor der Soll-Abstand erzielt ist und das Batteriegehäuse 12 in Schwingungen versetzt wird. In diesem Fall ist das Wärmeleitmaterial 18 nicht vollflächig auf der Kontaktfläche 16 verteilt angeordnet, sondern in Form von einzelnen „Portionseinheiten“. Durch die Verringerung des Abstandes zwischen der Kontaktfläche 16 und der Platte 14 und der Beaufschlagung mit Schwingungen verteilt sich das Wärmeleitmaterial 18 gleichmäßig und vollflächig über die Kontaktfläche 16, wobei dazu nur ein geringer Anpressdruck in Verbindungsrichtung V erforderlich ist. 3 shows the arrangement of the battery case 12 on the plate 14 in an initial state, before the target distance is achieved, and the battery case 12 is set in vibration. In this case, the heat conduction material eighteen not completely on the contact surface 16 distributed but in the form of individual "serving units". By reducing the distance between the contact surface 16 and the plate 14 and the application of vibrations distributes the heat conduction material eighteen evenly and over the entire surface over the contact surface 16 , to which only a small contact pressure in the direction of connection V is required.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Batteriemodulbattery module
1212: Batteriegehäusebattery case
1414: Platteplate
1616: Kontaktflächecontact area
1818: Wärmeleitmaterialthermal interface material
2020: Hilfsmittelaid
2222: Schweißmutterweld nut
2424: Vorsprunghead Start
2626: Handhabungsvorrichtunghandling device
2828: Greifarmclaw arm
3030: Armpoor
3232: Fußfoot
3434: SchwingungserzeugungsvorrichtungVibration generating apparatus
3636: SchwingungserzeugungsvorrichtungVibration generating apparatus
3838: Lagerwarehouse
4040: Öffnungopening
4242: Unterseitebottom
44a, 44b44a, 44b: Klemmabschnittclamping section

Claims

Method for arranging a battery module (10) serving as drive energy storage for a motor vehicle with a battery housing (12) on a plate (14), wherein on the plate (14) and / or on a contact surface (16) of the battery housing (12) a heat conduction material (18) is arranged, wherein the battery housing (12) with the contact surface (16) relative to the plate (14) is arranged so that the heat conducting material (18) between the contact surface (16) and the plate (14) is arranged wherein the distance (d) between the contact surface (16) and the plate (14) is reduced while vibrating the battery module (12) and / or vibrating the plate (14) and / or the heat conducting material (18 ) is subjected to vibrations.

Method according to the preceding claim, characterized in that the reduction of the distance (d) between the contact surface (16) and the plate (14) at least partially under the action of gravity (g).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the battery housing (12) with an additional contact pressure and / or with an additional contact pressure is applied while the distance (d) between the contact surface (16) and the plate (14) is reduced.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the arrangement of the battery case (12) and / or the loading of the battery case (12) with vibrations automatically by means of a handling device (26) is performed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the vibrations in a connecting direction (V) and / or perpendicular to the connecting direction (V) are exercised.

Method according to the preceding claim, characterized in that the vibrations are generated hydraulically and / or electrically.

Method according to one of the two preceding claims, characterized in that the relative position in the form of a desired distance (d _s ) between the battery case (12) and the plate (14) is determined by one of the battery case (12) on the plate (14) acting set mounting force and / or one of the battery case (12) on the plate (14) acting set mounting pressure is set.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the battery housing (12) after reaching a desired position is releasably connected to the plate (14).

Handling device for arranging a battery module (10) serving as drive energy storage for a motor vehicle with a battery housing (12) on a plate (14) by means of a method according to one of the preceding Claims 1 to 8th comprising at least one gripping arm (28) for holding and positioning at least one battery casing (12), the gripping arm (28) being coupled to a vibration generating device (34, 36) for clamping a battery casing (12) fixed to the gripping arm (28) during the To be able to vibrate.

Handling device according to the preceding claim, characterized in that the vibrations are generated hydraulically and / or electrically.