DE102018010029A1 - Montagevorrichtung und Verfahren zur Montage eines Zellblocks für eine Batterie, sowie eine entsprechender Zellblock für eine Batterie - Google Patents

Montagevorrichtung und Verfahren zur Montage eines Zellblocks für eine Batterie, sowie eine entsprechender Zellblock für eine Batterie Download PDF

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Dirk Schroeter
Jens Meintschel
Christian Brommer
Clemens Balke
Simon Mayer
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Montagevorrichtung (7) zur Montage eines Zellblocks (1) für eine Batterie.Erfindungsgemäß umfasst die Montagevorrichtung (7) eine Mehrzahl von Greiferelementen (9) zum Aufnehmen und Fixieren von Einzelzellen (2), wobei die Greiferelemente (9) jeweils auf einer Führungsstange (10) axial beweglich sind.Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage eines Zellblocks (1) für eine Batterie, sowie eine entsprechender Zellblock (1) für eine Batterie.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Montagevorrichtung und ein Verfahren zur Montage eines Zellblocks für eine Batterie, sowie eine entsprechender Zellblock für eine Batterie.
  • Aus dem Stand der Technik ist, wie in der DE 10 2015 011 281 A1 beschrieben, ein Zellblock für eine elektrische Batterie bekannt. Der Zellblock umfasst eine Mehrzahl elektrisch miteinander verschalteter Einzelzellen, welche jeweils in einem schalen- und/oder rahmenförmigen aus Kunststoff gebildeten Halteelement gehalten sind, und zumindest ein Spannelement, mittels welchem die Einzelzellen miteinander verspannt sind. Zwischen den Einzelzellen ist jeweils zumindest ein zur Kopplung mit einer Temperiervorrichtung vorgesehenes Wärmeleitblech angeordnet. Die Halteelemente sind über die Wärmeleitbleche mit dem zumindest einen Spannelement mechanisch verbunden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Montagevorrichtung zur Montage eines Zellblocks für eine Batterie und ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Montage eines Zellblocks für eine Batterie anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Montagevorrichtung zur Montage eines Zellblocks für eine Batterie mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Montage eines Zellblocks für eine Batterie mit den Merkmalen des Anspruchs 3.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Eine erfindungsgemäße Montagevorrichtung zur Montage eines Zellblocks für eine Batterie umfasst eine Mehrzahl von Greiferelementen zum Aufnehmen und Fixieren von Einzelzellen, wobei die Greiferelemente jeweils auf einer Führungsstange axial beweglich sind. Beispielsweise sind die Greiferelemente auf zwei zueinander beabstandeten und parallel verlaufenden Führungsstangen angeordnet, wobei jeweils zwei Greiferelemente, die auf jeweils einer der Führungsstange angeordnet sind, zur Aufnahme einer Einzelzelle vorgesehen sind.
  • In einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Montage eines Zellblocks für eine Batterie, insbesondere mittels dieser Montagevorrichtung, werden die Einzelzellen in die in axialer Richtung voneinander beabstandeten und geöffneten Greiferelemente eingesetzt. Die Greiferelemente werden zum Fixieren der Einzelzellen geschlossen. Die Einzelzellen werden durch axiales Verschieben der Greiferelemente in eine Sollposition bewegt und gegeneinander verspannt. Ableiter der Einzelzellen werden umgebogen und, beispielsweise durch Schweißen, insbesondere durch Laserschweißen, jeweils mit einem Ableiter einer benachbarten Einzelzelle verbunden, um einen Zellstapel elektrisch miteinander verschalteter Einzelzellen auszubilden. Dabei werden die Ableiter vorteilhafterweise während des Verbindens gegen das jeweilige Greiferelement gepresst. Um den Zellstapel herum wird ein Gehäuse montiert, welches eine Entnahmeöffnung zur Entnahme von in das Gehäuse hineinragenden Bestandteilen der Montagevorrichtung, insbesondere der Greiferelemente, aufweist. Die Greiferelemente werden geöffnet und der Zellblock wird aus der Montagevorrichtung entnommen. Dadurch werden die in das Gehäuse hineinragenden Bestandteile der Montagevorrichtung, insbesondere die Greiferelemente, aus dem Gehäuse entfernt.
  • Nach dem Entnehmen des Zellblocks aus der Montagevorrichtung und dem daraus resultierenden Entfernen der in das Gehäuse hineinragenden Bestandteile, insbesondere der Greiferelemente, der Montagevorrichtung kann, insbesondere zum Auffüllen von Leerräumen, mindestens ein Füllmaterial, insbesondere ein während des Einfüllens zumindest im Wesentlichen flüssiges, insbesondere elektrisch isolierendes, Füllmaterial, in das Gehäuse eingefüllt werden. Nach dem Entnehmen des Zellblocks aus der Montagevorrichtung und, wenn dies erfolgen soll, vor oder nach dem Einfüllen des Füllmaterials, kann auf der Entnahmeöffnung ein Verschlusselement angeordnet werden.
  • Durch die erfindungsgemäße Montagevorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren, welches insbesondere durch diese Montagevorrichtung ermöglicht wird, wird eine Herstellung des Zellblocks und somit eine Herstellung der einen oder mehrere solcher Zellblöcke umfassenden Batterie erleichtert und zudem werden ein Gewicht und ein Bauraum sowie Kosten des Zellblocks und somit der Batterie reduziert, da die Einzelzellen nicht mittels Zellhaltern und/oder Spannrahmen gehalten und verspannt werden, welche im Zellblock verbleiben, sondern während der Montage nur mittels der Montagevorrichtung gehalten und verspannt werden, welche anschließend wieder aus dem Zellblock entfernt wird.
  • Der mittels der Montagevorrichtung und mittels des Verfahrens hergestellte Zellblock und somit auch die einen oder mehrere solcher Zellblöcke umfassende Batterie weist somit keine eigenen Zellhalter und/oder Spannrahmen auf.
  • Die Batterie, umfassend mindestens einen solchen Zellblock oder vorteilhafterweise eine Mehrzahl solcher elektrisch, insbesondere seriell und/oder parallel, miteinander verschalteter Zellblöcke ist insbesondere als eine Hochvoltbatterie ausgebildet. Eine solche Batterie ist insbesondere für ein Fahrzeug verwendbar, insbesondere als eine Traktionsbatterie für ein beispielsweise als Elektrofahrzeug, Hybridfahrzeug oder Brennstoffzellenfahrzeug ausgebildetes Fahrzeug. Derartige Traktionsbatterien dienen einer elektrischen Energieversorgung mindestens einer elektrischen Antriebsmaschine zum Antrieb des Fahrzeugs.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
    • 1 schematisch eine perspektivische Darstellung einer Montagevorrichtung zur Montage eines Zellblocks für eine Batterie während eines Einsetzens einer Einzelzelle in die Montagevorrichtung,
    • 2 schematisch eine perspektivische Darstellung einer vollständig mit Einzelzellen bestückten Montagevorrichtung zur Montage eines Zellblocks für eine Batterie,
    • 3 schematisch eine perspektivische Darstellung einer vollständig mit Einzelzellen bestückten Montagevorrichtung zur Montage eines Zellblocks für eine Batterie, wobei die Einzelzellen in einer Sollposition angeordnet und verspannt sind,
    • 4 schematisch eine perspektivische Darstellung einer vollständig mit Einzelzellen bestückten Montagevorrichtung zur Montage eines Zellblocks für eine Batterie, wobei die Einzelzellen in einer Sollposition angeordnet und verspannt sind und Ableiter der Einzelzellen umgebogen sind,
    • 5 schematisch eine Schnittdarstellung einer vollständig mit Einzelzellen bestückten Montagevorrichtung zur Montage eines Zellblocks für eine Batterie, wobei die Einzelzellen in einer Sollposition angeordnet und verspannt sind und Ableiter der Einzelzellen umgebogen sind und miteinander verschweißt werden,
    • 6 schematisch eine Detailvergrößerung eines Ausschnitts aus 5,
    • 7 schematisch eine Explosionsdarstellung einer vollständig mit Einzelzellen bestückten Montagevorrichtung zur Montage eines Zellblocks für eine Batterie, wobei die Einzelzellen in einer Sollposition angeordnet und verspannt sind und Ableiter der Einzelzellen umgebogen und miteinander verschweißt sind, sowie weiterer Komponenten zur Montage des Zellblocks,
    • 8 schematisch eine perspektivische Darstellung einer vollständig mit Einzelzellen bestückten Montagevorrichtung zur Montage eines Zellblocks für eine Batterie, wobei die Einzelzellen in einer Sollposition angeordnet und verspannt sind und Ableiter der Einzelzellen umgebogen und miteinander verschweißt sind und weitere Komponenten des Zellblocks montiert sind,
    • 9 schematisch eine perspektivische Darstellung einer Entnahme eines nahezu vollständig montierten Zellblocks für eine Batterie aus einer Montagevorrichtung zur Montage des Zellblocks,
    • 10 schematisch eine perspektivische Darstellung eines nahezu vollständig montierten Zellblocks für eine Batterie und eines an diesem zu montierenden Verbindungsblechs,
    • 11 schematisch eine perspektivische Darstellung eines Zellblocks für eine Batterie während eines Befüllens mit einer Vergussmasse,
    • 12 schematisch eine Querschnittdarstellung eines mit Vergussmasse befüllten Zellblocks für eine Batterie, und
    • 13 schematisch eine Längsschnittdarstellung eines mit Vergussmasse befüllten Zellblocks für eine Batterie.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Die 1 bis 13 zeigen einen Ablauf eines Verfahrens zur Montage eines Zellblocks 1 für eine Batterie. Derartige Batterien, insbesondere Hochvolt-Batterien, beispielsweise für Fahrzeuganwendungen, insbesondere für Elektrofahrzeuge, Brennstoffzellenfahrzeuge oder Hybridfahrzeuge, welche beispielsweise auch an einer fahrzeugexternen elektrischen Energiequelle ladbar sind, oder für Stationäranwendungen, beispielsweise Stromversorger oder Stromspeicher, umfassen eine Mehrzahl elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschalteter Einzelzellen 2. Innerhalb der Batterie sind diese Einzelzellen 2 zu Zellblöcken 1 zusammengefasst, die jeweils eine vorgegebene Anzahl von Einzelzellen 2 und beispielweise Einrichtungen zu deren mechanischer Fixierung, zur elektrischen Kontaktierung und gegebenenfalls zur Temperierung, d. h. zur Kühlung und/oder Heizung, umfassen. Bei mehreren Zellblöcken 1 sind diese elektrisch, insbesondere seriell und/oder parallel, miteinander verschaltet.
  • Der Zellblock 1 oder mehrere solcher Zellblöcke 1 ist/sind in einem stabilen Batteriegehäuse angeordnet, welches beispielsweise zusätzlich erforderliche Einrichtungen zur elektrischen Steuerung und Absicherung der Batterie, beispielsweise ein Batteriemanagementsystem, Schütze zur Zu- und Abschaltung des Stromes, Sicherungen und/oder Strommesser, sowie Anschlüsse nach außen, beispielsweise eine Stromzuleitung und Stromableitung, eine Temperiermediumzuführung und Temperiermediumabführung und/oder einen Anschluss zur Batteriesteuerung, enthält.
  • Die Einzelzellen 2 können beispielsweise als sogenannte Pouchzellen ausgeführt sein, wie in dem hier dargestellten Beispiel gezeigt. Bei diesen Pouchzellen ist ein elektrochemisch aktiver Inhalt, insbesondere ein Elektrodenstapel 3 oder Elektrodenwickel aus einzelnen elektrolytgetränkten Lagen von Anoden und Kathoden, die jeweils durch Separatoren getrennt sind, von einer folienartigen Verpackung 4 umgeben. Elektrische Anschlüsse in Blechform, im Folgenden als Ableiter 5 bezeichnet, sind durch diese folienartige Verpackung 4 nach außen isoliert hindurchgeführt.
  • Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass diese als Pouchzellen ausgebildeten Einzelzellen 2 vor einer Stapelung in Zellhaltern aufgenommen werden, die in Rahmen-, Schalen- oder Doppelschalenform ausgeführt sind. Diese Zellhalter umgreifen die Einzelzellen 2 seitlich sowie gegebenenfalls auf einer oder beiden Flachseiten und fixieren sie mittels Form-, Kraft- und/oder Stoffschluss. Durch Aufstapelung der Zellhalter mit den darin befindlichen Einzelzellen 2 wird der Zellblock 1 gebildet, der an stirnseitigen Enden in axialer Richtung mit Druckplatten 6 abgeschlossen ist, die über seitlich am Zellblock 1 vorbeilaufende durchgehende Spannmittel verbunden und gegebenenfalls verspannt werden.
  • Die elektrisch serielle und/oder parallele Verschaltung der Einzelzellen 2 erfolgt entweder durch direkte Verbindung der Ableiter 5 der im Zellblock 1 nebeneinander angeordneten Einzelzellen 2, die hierfür aufeinander zugebogen und anschließend in einem dann parallel zu einer Zellblocklängsachse liegenden Überlappungsbereich verschweißt werden, oder über einen zwischengeschalteten Zellverbinder.
  • Zur Abstützung der Ableiter 5 beim Biegen und zum Zusammendrücken der Fügeverbindung zum Schweißen müssen an den Zellhaltern entsprechende Auflagebereiche ausgebildet sein. Die Auflagebereiche an den Zellhaltern müssen des Weiteren die empfindlichen Einzelzellen 2 vor gegebenenfalls auf einer Unterseite der Fügestelle austretenden Schweißstrahlen und einer entstehenden Schweißwärme abschirmen, wofür diese entsprechend dick und temperaturbeständig ausgeführt sein müssen.
  • Diese Zellhalter benötigen für ihre Anordnung einen Bauraum und erhöhen Gewicht und Kosten des Zellblocks 1 und somit der Batterie. Wesentliche Funktionen der Zellhalter werden nur bei der Stapelung und der Montage des Zellblocks 1 benötigt und müssen dann während einer gesamten Lebensdauer des Zellblocks 1 sinnlos, d. h. funktionslos, mitgeführt werden.
  • Um dies zu vermeiden, ist bei der hier beschriebenen Lösung vorgesehen, zur Reduzierung der Kosten, des Gewichts und des Bauraumbedarfs von Zellblöcken 1 die Zellblöcke 1 ohne Zellhalter auszuführen und einen Aufbau, d. h. die Montage, des Zellblocks 1 mittels einer Montagevorrichtung 7 vorzunehmen, die nach einer, zumindest im Wesentlichen, erfolgten Fertigstellung des Zellblocks 1 zu entfernen ist.
  • Die Montagevorrichtung 7 greift, positioniert und verspannt alle Einzelteile oder zumindest die Einzelzellen 2 des Zellblocks 1 und stellt alle Montageschritte bis zur Entfernung des Zellblocks 1 aus der Montagevorrichtung 7 sicher, zum Beispiel auch die Verschweißung der Ableiter 5 der Einzelzellen 2 zu deren elektrischer Verbindung, beispielsweise auch eine Verpressung der Ableiter 5 oder auch anderer Zellverbinder und/oder eine Abschirmung der empfindlichen Einzelzellen 2 beispielsweise vor Laserstrahlen und Wärmeeintrag.
  • Durch den Entfall der Zellhalter werden der Bauraumbedarf, das Gewicht und die Kosten deutlich abgesenkt. Im fertiggestellten Zellblock 1 sind nur noch Bauteile enthalten, die mit allen Teilfunktionen beim Einsatz des Zellblocks 1 in der Batterie tatsächlich benötigt werden. Nur für die Montage benötige Teilfunktionen sind in die mehrmals, vorteilhafterweise vielmals, verwendbare Montagevorrichtung 7 verlagert.
  • Es ist sinnvoll, nach der Entnahme des montierten Zellblocks 1 aus der Montagevorrichtung 7 zurückbleibende Leerräume durch ein, insbesondere im flüssigen Zustand eingebrachtes, insbesondere elektrisch isolierendes, Füllmaterial 8, zum Beispiel einen Schaum oder eine, insbesondere leichte, Vergussmasse aufzufüllen. Dadurch werden die Einzelzellen 2 mechanisch allseitig gestützt und geschützt. Bei Intrusionen, die zum Beispiel bei einer Kollision des Fahrzeugs entstehen, werden dadurch Kurzschlüsse im Ableiterbereich verhindert. Durch das eingebrachte Füllmaterial 8, insbesondere den Schaum oder die Vergussmasse, können die Einzelzellen 2 des Weiteren thermisch an eine am Zellblock 1 befindliche Temperiereinheit, beispielsweise eine Kühl- und/oder Heizplatte, angebunden werden.
  • Zur Abdeckung von verschiedenen Funktionalitäten können beispielsweise auch verschiedene Füllmaterialien 8 verwendet werden. So kann zum Beispiel ein Spalt zwischen den Einzelzellen 2, beispielsweise einer Zellunterseite, und einer der am Zellblock 1 befindlichen Temperiereinheit, beispielsweise Kühl- und/oder Heizplatte, mit einer Wärmeleitpaste überbrückt werden und die restlichen von der Montagevorrichtung 7 hinterlassenen Leerräume werden beispielsweise durch einen, insbesondere leichten, Schaum, beispielsweise auf Polyurethan-Basis, ausgefüllt.
  • Die hier beschriebene Lösung gilt sinngemäß beispielsweise auch für Zellblöcke 1 mit als Rundzellen oder prismatische Zellen ausgebildeten Einzelzellen 2.
  • Im Folgenden werden die Montagevorrichtung 7, der Ablauf des Verfahrens zur Montage des Zellblocks 1 mittels der Montagevorrichtung 7 und der auf diese Weise hergestellte Zellblock 1 anhand der 1 bis 13 am Beispiel eines Zellblocks 1 mit sechs als Pouchzelle ausgebildeten Einzelzellen 2, bei denen die Ableiter 5 an gegenüberliegenden Seiten der jeweiligen Einzelzelle 2 angeordnet, sind detailliert beschrieben.
  • Die Montagevorrichtung 7 weist Paaren von insbesondere als kleine Greifer ausgebildeten Greiferelementen 9 auf, die auf Führungsstangen 10, auch als Führungssäulen bezeichnet, in axialer Richtung beweglich sind. Die Führungsstangen 10 sind zueinander beabstandet und parallel zueinander verlaufend an einer Grundeinheit 11 angeordnet.
  • Zum Einsetzen der Einzelzellen 2 werden die Greiferelemente 9 geöffnet, wie in 1 mittels Öffnungspfeilen OP gezeigt, und die Einzelzellen 2 eingesetzt. Dabei sind die Greiferelemente 9 in axialer Richtung voneinander beabstandet, um das Einsetzen der Einzelzellen 2 zu erleichtern. Danach werden die Greiferelemente 9 zum Fixieren der Einzelzellen 2 geschlossen, wie in 2 mittels Schließpfeilen SP gezeigt, wodurch Greiferarme 12 des jeweiligen Greiferelementes 9 durch ein axiales Zusammenfahren und Zusammenpressen verspannt werden, so dass die jeweilige Einzelzelle 2 auf beiden Seiten, d. h. auf der linken und rechten Seite, im jeweiligen Ableiterbereich mittels des jeweiligen Paars von auf den Führungsstangen 10 angeordneten Greiferelementen 9 fixiert wird.
  • Anschließend werden die Einzelzellen 2 durch axiale Verschiebung der Paare von Greiferelementen 9 entlang der Führungsstangen 10 in eine Sollposition bewegt und gegeneinander verspannt, insbesondere mittels der Montagevorrichtung 7 temporär gegeneinander verspannt, wie in 3 mittels Bewegungspfeilen BP gezeigt. Die in den Greiferelementen 9 geklemmten Ableiter 5 werden nachfolgend, zum Beispiel durch eine hier nicht dargestellte in axialer Richtung vorbeilaufende Rolle, um beispielsweise 90° gebogen, wie in 3 mittels Umformpfeilen UP gezeigt. Anschließend überlappen sich Ableiter 5 benachbarter Einzelzellen 2, wie in den 4 und 5 gezeigt. Diese sich überlappenden Ableiter 5 werden nun miteinander verbunden, um einen Zellstapel elektrisch miteinander verschalteter Einzelzellen 2 auszubilden, wie in den 4 und 6 gezeigt.
  • Zur Verbindung der überlappenden Ableiter 5, insbesondere durch Verschweißung mittels Laser, werden die Ableiter 5 durch hier nicht dargestellte Niederhalter gegeneinander verpresst, wobei sich Presskräfte in Querrichtung des Zellblocks 1 an Seitenflanken der Greiferelemente 9, insbesondere der Greiferarme 12, abstützen können. D. h. die Ableiter 5 werden während des Verbindens, insbesondere während des Verschweißens, gegen das jeweilige Greiferelement 9 gepresst. Dabei auftretende Kräfte und Gegenkräfte sind in den 4 und 6 durch Kraftpfeile KP dargestellt. Des Weiteren sind in den 4 und 6 auch Schweißverbindungsstellen 19 an den Ableitern 5 dargestellt. Gleichzeitig schirmen die Greiferelemente 9, insbesondere die Greiferarme 12, die empfindlichen Einzelzellen 2 vor gegebenenfalls auf einer Unterseite der Ableiter 5 austretenden Laserstrahlen und einer entstehenden Schweißwärme ab. Nach diesem Verbinden der Ableiter 5 ist ein Zellstapel aus den Einzelzellen 2 ausgebildet.
  • Im nächsten Schritt werden weitere zur Bildung des Zellblocks 1 benötigte Teile montiert, wie in den 7 und 8 gezeigt. Im hier dargestellten Beispiel werden an stirnseitigen Enden des Zellstapels Druckplatten 6 und diese Druckplatten 6 verbindende Verbindungsleisten 13 sowie ein oberes Verbindungsblech 14 montiert. Diese werden im dargestellten Beispiel mittels Schrauben 18 miteinander verbunden. Auf diese Weise wird um den Zellstapel herum ein Gehäuse 15 des Zellblocks 1 montiert, wobei weiterhin die Greiferelemente 9 der Montagevorrichtung 7 die Einzelzellen 2 und damit den Zellstapel halten. Daher wird das Gehäuse 15 derart montiert, dass eine Entnahmeöffnung zur Entnahme der in das Gehäuse 15 hineinragenden Bestandteile der Montagevorrichtung 7, insbesondere der Greiferelemente 9, verbleibt.
  • Der nun in sich stabile Zellblock 1 kann nach einem Öffnen der Greiferelemente 9, dargestellt durch die Öffnungspfeile OP, aus der Montagevorrichtung 7 entnommen werden, wie in 9 mittels eines Entnahmepfeils EP gezeigt, wodurch die in das Gehäuse 15 hineinragenden Bestandteilen der Montagevorrichtung 7, insbesondere die Greiferelemente 9, aus dem Gehäuse 15 entfernt werden. Nachfolgend wird der Zellblock 1, insbesondere dessen Gehäuse 15, zweckmäßigerweise noch mit einem unteren Verbindungsblech 16 komplettiert, welches als Verschlusselement auf der Entnahmeöffnung angeordnet wird und im dargestellten Beispiel mittels Schrauben 18 verschraubt wird, wie in 10 gezeigt.
  • Durch Einfüllöffnungen 17 im oberen Verbindungsblech 14 wird zur Ausfüllung der nach der Entnahme der Montagevorrichtung 7 zurückbleibenden Leerräume sowie zur allseitigen Stützung und zum Schutz der Einzelzellen 2 das Füllmaterial 8, zum Beispiel der Schaum, beispielsweise auf Polyurethan-Basis, oder eine, insbesondere leichte, Vergussmasse, beispielsweise aus Kunststoff, in das Gehäuse 15 eingefüllt, wie in 11 mittels Einfüllpfeilen FP gezeigt. In anderen Ausführungsbeispielen kann dies auch auf andere Weise erfolgen, beispielsweise über die Entnahmeöffnung, bevor das Verschlusselement auf der Entnahmeöffnung angeordnet wird.
  • Der fertiggestellte Zellblock 1 ist in den 12 und 13 in Schnittdarstellungen gezeigt. Er weist keine eigenen Zellhalter und/oder Spannrahmen auf, sondern nur die auf die beschriebene Weise elektrisch miteinander verbundenen Einzelzellen 2, welche in dem Gehäuse 15 angeordnet und mittels der Gehäuseteile, d. h. insbesondere mittels der Druckplatten 6 und der Verbindungsleisten 13 und vorteilhafterweise mittels des oberen Verbindungsblechs 14 und des unteren Verbindungsblechs 16, miteinander verspannt sind. Leeräume im Gehäuse 15 sind mittels des Füllmaterials 8 aufgefüllt.
  • Die Batterie umfasst mindestens einen solchen Zellblock 1 oder eine Mehrzahl solcher Zellblöcke 1, welche insbesondere elektrisch miteinander verschaltet sind, insbesondere seriell und/oder parallel.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Zellblock
    2
    Einzelzelle
    3
    Elektrodenstapel
    4
    Verpackung
    5
    Ableiter
    6
    Druckplatte
    7
    Montagevorrichtung
    8
    Füllmaterial
    9
    Greiferelement
    10
    Führungsstange
    11
    Grundeinheit
    12
    Greiferarm
    13
    Verbindungsleiste
    14
    oberes Verbindungsblech
    15
    Gehäuse
    16
    unteres Verbindungsblech
    17
    Einfüllöffnung
    18
    Schraube
    19
    Schweißverbindungsstelle
    BP
    Bewegungspfeil
    EP
    Entnahmepfeil
    FP
    Einfüllpfeil
    KP
    Kraftpfeil
    OP
    Öffnungspfeil
    SP
    Schließpfeil
    UP
    Umformpfeil
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102015011281 A1 [0002]

Claims (9)

  1. Montagevorrichtung (7) zur Montage eines Zellblocks (1) für eine Batterie, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Greiferelementen (9) zum Aufnehmen und Fixieren von Einzelzellen (2), wobei die Greiferelemente (9) jeweils auf einer Führungsstange (10) axial beweglich sind.
  2. Montagevorrichtung (7) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Greiferelemente (9) auf zwei zueinander beabstandeten und parallel verlaufenden Führungsstangen (10) angeordnet sind, wobei jeweils zwei Greiferelemente (9), die auf jeweils einer der Führungsstangen (10) angeordnet sind, zur Aufnahme einer Einzelzelle (2) vorgesehen sind.
  3. Verfahren zur Montage eines Zellblocks (1) für eine Batterie, insbesondere mittels einer Montagevorrichtung (7) nach Anspruch 1 oder 2, wobei - die Einzelzellen (2) in die in axialer Richtung voneinander beabstandeten und geöffneten Greiferelemente (9) eingesetzt werden, - die Greiferelemente (9) zum Fixieren der Einzelzellen (2) geschlossen werden, - die Einzelzellen (2) durch axiales Verschieben der Greiferelemente (9) in eine Sollposition bewegt und gegeneinander verspannt werden, - Ableiter (5) der Einzelzellen (2) umgebogen und jeweils mit einem Ableiter (5) einer benachbarten Einzelzelle (2) verbunden werden, um einen Zellstapel elektrisch miteinander verschalteter Einzelzellen (2) auszubilden, - um den Zellstapel herum ein Gehäuse (15) montiert wird, welches eine Entnahmeöffnung zur Entnahme von in das Gehäuse (15) hineinragenden Bestandteilen der Montagevorrichtung (7) aufweist, - die Greiferelemente (9) geöffnet werden und der Zellblock (1) aus der Montagevorrichtung (7) entnommen wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Entnehmen des Zellblocks (1) aus der Montagevorrichtung (7), insbesondere zum Auffüllen von Leerräumen, mindestens ein Füllmaterial (8), insbesondere ein während des Einfüllens zumindest im Wesentlichen flüssiges, insbesondere elektrisch isolierendes, Füllmaterial (8), in das Gehäuse (15) eingefüllt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Entnehmen des Zellblocks (1) aus der Montagevorrichtung (7) auf der Entnahmeöffnung ein Verschlusselement angeordnet wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableiter (5) durch Schweißen, insbesondere Laserschweißen, jeweils mit einem Ableiter (5) einer benachbarten Einzelzelle (2) verbunden werden.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableiter (5) während des Verbindens gegen das jeweilige Greiferelement (9) gepresst werden.
  8. Zellblock (1) für eine Batterie, welcher nach einem der Ansprüche 3 bis 7 montiert wurde.
  9. Zellblock (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Leerräume zwischen den Einzelzellen (2) mit mindestens ein Füllmaterial (8) verfüllt sind.
DE102018010029.5A 2018-12-19 2018-12-19 Montagevorrichtung und Verfahren zur Montage eines Zellblocks für eine Batterie, sowie eine entsprechender Zellblock für eine Batterie Pending DE102018010029A1 (de)

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Cited By (4)

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