DE102018128501A1

DE102018128501A1 - Verfahren zum Beschichten einer Batteriezelle einer Fahrzeugbatterie

Info

Publication number: DE102018128501A1
Application number: DE102018128501.9A
Authority: DE
Inventors: Julian Hackl; Johannes Thannheuser
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2018-11-14
Filing date: 2018-11-14
Publication date: 2020-05-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten einer Batteriezelle (10) einer Fahrzeugbatterie, bei welchem die Batteriezelle (10) mit einer isolierenden Lackschicht (14) beschichtet wird, die Lackschicht (14) mittels einer Kontrolleinrichtung kontrolliert wird, und in Abhängigkeit von der Kontrolle eine isolierende Folie (20) auf die Lackschicht (14) aufgeklebt wird, wobei zum Kontrollieren der Lackschicht (14) mittels der Kontrolleinrichtung eine Spannung an die Lackschicht (14) angelegt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten einer Batteriezelle einer Fahrzeugbatterie gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs.
Aus der DE 10 2014 211 821 A1 ist eine Batteriezelle mit einem Batteriezellgehäuse sowie einer die Außenfläche des Batteriezellgehäuses zumindest teilweise bedeckenden, insbesondere elektrisch isolierenden Beschichtung bekannt. Beim Herstellen der Batteriezelle werden die Außenflächen des Batteriezellgehäuses der Batteriezelle zumindest teilweise mit einer ersten Beschichtung versehen und anschließend wird eine messtechnische Kontrolle der Außendimension des Batteriezellgehäuses durchgeführt. Die messtechnische Kontrolle der Außendimension des Batteriezellgehäuses erfolgt in einem ersten Arbeitsschritt. In einem zweiten Schritt wird basierend auf dem Messergebnis eine zweite Beschichtung auf die erste Beschichtung auf die Außenfläche des Batteriezellgehäuses aufgetragen, sodass die gemessenen Außendimensionen des Batteriezellgehäuses an vorgegebene Außendimensionen des Batteriezellgehäuses angenähert werden.
Des Weiteren ist aus der DE 10 2012 207 770 A1 eine Batterie mit einer Mehrzahl an Batteriezellen bekannt, die jeweils ein Batteriezellengehäuse umfassen. Das Batteriezellengehäuse ist von einer elektrisch isolierenden Beschichtung umhüllt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Beschichten einer Batteriezelle einer Fahrzeugbatterie zu schaffen, welches eine ausreichende Beschichtung der Batteriezelle gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Beschichten einer Batteriezelle einer Fahrzeugbatterie mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der Beschreibung.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten einer Batteriezelle einer Fahrzeugbatterie. Bei dem Verfahren wird die Batteriezelle mit einer isolierenden Lackschicht beschichtet und die Lackschicht mittels einer Kontrolleinrichtung kontrolliert. In Abhängigkeit von der Kontrolle bzw. einem Ergebnis der Kontrolle wird eine isolierende Folie auf die Lackschicht aufgeklebt. Das bedeutet, dass in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Kontrolle die isolierende Folie auf die Lackschicht aufgeklebt wird oder das Aufkleben der isolierenden Folie auf die Lackschicht unterbleibt. Um im Rahmen der Kontrolle sicherstellen zu können, dass nach dem Beschichten der Batteriezelle die Batteriezelle ausreichend isoliert ist, wird zum Kontrollieren der Lackschicht mittels der Kontrolleinrichtung eine Spannung an die Lackschicht angelegt. Insbesondere wird eine Hochvoltspannung an die Lackschicht angelegt und die Lackschicht während des Anlegens der Spannung oder nach dem Anlegen der Spannung kontrolliert. In Abhängigkeit von der Kontrolle wird ermittelt, ob die Beschichtung der Batteriezelle ausreichend ist. Ist die Beschichtung der Batteriezelle nicht ausreichend, dann wird die isolierende Folie auf die Lackschicht aufgeklebt. Somit wird die isolierende Folie bei dem Verfahren lediglich dann auf die Lackschicht der Batteriezelle aufgeklebt, wenn im Rahmen der Kontrolle ermittelt worden ist, dass die Lackschicht die Batteriezelle nicht ausreichend isoliert. Die Batteriezelle ist somit mittels des Verfahrens besonders materialsparend isolierbar, da lediglich dann zusätzlich zur Lackschicht die isolierende Folie aufgeklebt wird, wenn im Rahmen der Kontrolle ermittelt worden ist, dass für eine ausreichende Beschichtung der Batteriezelle die isolierende Folie benötigt wird. Hierdurch kann ein Materialverbrauch zum Bereitstellen der Beschichtung der Batteriezelle besonders gering gehalten werden.
In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn bei Ermitteln eines Durchschlags bei der Kontrolle zumindest ein den Durchschlag aufweisender Bereich der Lackschicht mit der isolierenden Folie überklebt wird. Der bei der Kontrolle auftretende Durchschlag charakterisiert eine nicht ausreichende Isolierung der Batteriezelle mittels der Lackschicht. Infolge des Ermittelns des Durchschlags wird somit die isolierende Folie auf die Lackschicht aufgeklebt, um eine ausreichende Isolierung der Batteriezelle zu gewährleisten. Insbesondere wird die isolierende Folie in dem Bereich der Lackschicht auf die Lackschicht aufgeklebt, in welchem Bereich die Lackschicht den Durchschlag aufweist. Somit wird die Lackschicht in dem den Durchschlag aufweisenden Bereich für ein Isolieren der Batteriezelle mit der isolierenden Folie unterstützt beziehungsweise verstärkt. Somit kann mittels des Verfahrens eine ausreichende Beschichtung der Batteriezelle sichergestellt werden.
Es hat sich in diesem Zusammenhang als weiterhin vorteilhaft gezeigt, wenn die isolierende Folie mittig auf dem Durchschlag aufgebracht wird. Hierbei kann die isolierende Folie insbesondere kreisrund ausgebildet sein und derart auf der Lackschicht angeordnet werden, dass ein Mittelpunkt der isolierenden Folie zumindest im Wesentlichen in Überdeckung mit dem Durchschlag angeordnet ist. Das mittige Aufbringen der isolierenden Folie auf dem Durchschlag stellt sicher, dass die Beschichtung der Batteriezelle insbesondere im Bereich des Durchschlags und somit in dem Bereich, in welchem die Lackschicht die Batteriezelle nicht ausreichend isoliert, zumindest mittels der Folie ausreichend isoliert wird.
In einer Weiterbildung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn vor dem Aufkleben der isolierenden Folie die Lackschicht mit Isopropanol gereinigt wird. Das bedeutet, dass die Lackschicht auf die Batteriezelle aufgebracht wird, anschließend die Lackschicht der Kontrolle unterzogen wird und bei Ermitteln des Durchschlags der den Durchschlag aufweisende Bereich der Lackschicht mit Isopropanol gereinigt wird. Das Reinigen der Lackschicht insbesondere im den Durchschlag aufweisenden Bereich mit Isopropanol stellt sicher, dass die aufgeklebte Folie in dem Bereich an der Lackschicht besonders gut haftet. Hierdurch kann eine besonders sichere ausreichende Isolierung der Batteriezelle gewährleistet werden.
Es hat sich in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung als vorteilhaft gezeigt, wenn die Lackschicht von einem isolierenden UV-Lack gebildet wird. Das bedeutet, dass zum Aufbringen der Lackschicht der isolierende UV-Lack auf die Batteriezelle aufgebracht wird. Hierbei wird der UV-Lack in flüssigem Zustand auf die Batteriezelle aufgebracht und anschließend ausgehärtet. Zum Aushärten des UV-Lacks kann der UV-Lack mit Ultraviolettstrahlung bestrahlt werden. Der UV-Lack bildet eine besonders harte und somit besonders beschädigungsresistente Lackschicht. Die besonders beschädigungsresistente Lackschicht ermöglicht zum einen ein Sicherstellen einer ausreichenden Isolierung der Batteriezelle, da eine Gefahr einer Beschädigung der Lackschicht besonders gering ist, und kann darüber hinaus einen Schutz für die Batteriezelle vor Beschädigungen bereitstellen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Schnittansicht einer beschichteten Batteriezelle, welche mit einer isolierenden Lackschicht beschichtet ist, welche im Bereich eines Durchschlags mit einer isolierenden Folie überklebt ist.
In der einzigen Figur ist eine Batteriezelle 10 einer Fahrzeugbatterie geschnitten dargestellt. Mehrere Batteriezellen 10 können zu einem Batteriemodul zusammengesetzt werden, welches Teil einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines elektrisch betreibbaren Kraftwagens, sein kann. Von dem Batteriemodul kann elektrische Energie für einen elektrischen Antrieb des Kraftwagens bereitgestellt werden. Mittels des elektrischen Antriebs ist der Kraftwagen antreibbar.
Um ein besonders sicheres Betreiben der Batteriezelle 10 zu ermöglichen, ist es vorgesehen, dass die Batteriezelle 10 mit einer isolierenden Beschichtung 12 versehen wird. Bei einem Verfahren zum Beschichten der Batteriezelle 10 wird die Batteriezelle 10 mit einem UV-Lack beschichtet, welcher eine die Batteriezelle 10 außenseitig zumindest im Wesentlichen vollumfänglich umschließende Lackschicht 14 bildet. Anschließend wird mittels einer in der einzigen Figur nicht gezeigten Kontrolleinrichtung die Lackschicht 14 überprüft. Die Lackschicht 14 wird auf Fehlstellen, insbesondere auf Fehlstellen infolge wenigstens eines in der Lackschicht 14 eingeschlossenen Partikels und/oder einer in der Lackschicht 14 eingeschlossenen Luftblase kontrolliert.
Mittels der Kontrolleinrichtung wird die Lackschicht 14 im Rahmen einer Hochvoltprüfung überprüft, indem eine Spannung an die Lackschicht 14 angelegt wird. Zum Anlegen der Spannung kann die Lackschicht 14 mit einer leitenden Folie und/oder einem leitfähigen Schaum kontaktiert werden, über welche von einer Spannungsquelle bereitgestellte Spannung auf die Lackschicht 14 übertragen werden kann. Weist die Lackschicht 14 eine Fehlstelle auf, dann schlägt Strom durch die Fehlstelle durch, wodurch ein Durchschlag 16 an der Lackschicht 14 entsteht, welcher durch einen schwarzen Punkt erkennbar ist.
Bei Ermitteln des Durchschlags 16 wird die Lackschicht 14 in einem den Durchschlag 16 umfassenden Bereich 18 mit Isopropanol gereinigt. Nach dem Reinigen des Bereichs 18 wird bei dem Ermitteln des Durchschlags 16 im Rahmen der Kontrolle eine isolierende Folie 20, insbesondere eine hochvoltisolierende selbstklebende Folie, auf die Lackschicht 14 aufgeklebt. Vorliegend ist die auf die Lackschicht 14 aufzuklebende Folie 20 aus einem Folienband kreisrund ausgestanzt. Die isolierende Folie 20 ist mittig auf dem Durchschlag 16 der Lackschicht 14 aufgebracht. Der Durchschlag 16 befindet sich somit mittig unter der isolierenden Folie 20, welche in ihrem Durchmesser derart gewählt ist, dass Luftstrecken und Kriechstrecken durch die Folie 20 abgedeckt sind. Hierdurch kann eine besonders hohe Lebzeit der Batteriezelle 10 erreicht werden. Insbesondere wird jede Batteriezelle 10 des mehrere Batteriezellen 10 umfassenden Batteriemoduls mittels der Kontrolleinrichtung kontrolliert und in Abhängigkeit von der jeweiligen Kontrolle die isolierende Folie 20 auf die jeweilige Lackschicht 14 der jeweiligen kontrollierten Batteriezelle 10 aufgeklebt.
Insgesamt zeigt die Erfindung, wie ein Nacharbeitskonzept für eine lackierte Zelle mit einem Klebepad als isolierende Folie 20 bereitgestellt werden kann.
Bezugszeichenliste

10: Batteriezelle
12: Beschichtung
14: Lackschicht
16: Durchschlag
18: Bereich
20: Folie

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 102014211821 A1 [0002]
DE 102012207770 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Beschichten einer Batteriezelle (10) einer Fahrzeugbatterie, bei welchem - die Batteriezelle (10) mit einer isolierenden Lackschicht (14) beschichtet wird, - die Lackschicht (14) mittels einer Kontrolleinrichtung kontrolliert wird, und - in Abhängigkeit von der Kontrolle eine isolierende Folie (20) auf die Lackschicht (14) aufgeklebt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Kontrollieren der Lackschicht (14) mittels der Kontrolleinrichtung eine Spannung an die Lackschicht (14) angelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ermitteln eines Durchschlags (16) bei der Kontrolle zumindest ein den Durchschlag (16) aufweisender Bereich (18) der Lackschicht (14) mit der isolierenden Folie (20) überklebt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierende Folie (20) mittig auf den Durchschlag (16) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufkleben der isolierenden Folie (20) die Lackschicht (14) mit Isopropanol gereinigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lackschicht (14) von einem isolierenden UV-Lack gebildet wird.