DE102019001893A1 - Method for producing electrical connections of at least two battery cells for a battery of a motor vehicle, in particular of a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von elektrischen Verbindungen zweier Batteriezellen für eine Batterie eines Kraftfahrzeugs, mit: Anordnen von zwei aus einem metallischen Werkstoff gebildeten Kontaktelementen (10, 12) in gegenseitiger Überlappung derart, dass ein erster Teilbereich (T1) einer ersten Oberfläche (14) eines ersten der Kontaktelemente (10, 12) an einem zweiten Teilbereich (T2) einer zweiten Oberfläche (16) des zweiten Kontaktelementes (12) anliegt und ein sich an den ersten Teilbereich (T1) anschließender und schräg zu dem ersten und zweiten Teilbereich (T1, T2) verlaufender dritter Teilbereich (T3) der ersten Oberfläche (14) einen sich an den zweiten Teilbereich (T2) anschießenden vierten Teilbereich (T4) der zweiten Oberfläche (16) überlappt und von dem vierten Teilbereich (T4) beabstandet ist; und Einstrahlen eines Laserstrahls (24) zwischen den dritten und vierten Teilbereich (T3, T4) derart, dass der Laserstrahl (24) vorteilsmäßig schräg zu dem ersten und zweiten Teilbereich (T1, T2) verläuft, wodurch die Kontaktelemente (10, 12) mittels des Laserstrahls (24) miteinander verschweißt und dadurch elektrisch miteinander verbunden werden.

Figure DE102019001893A1_0000
The invention relates to a method for producing electrical connections of two battery cells for a battery of a motor vehicle, comprising: arranging two contact elements (10, 12) formed of a metallic material in mutual overlap such that a first partial area (T1) of a first surface (T1) 14) of a first of the contact elements (10, 12) bears against a second partial area (T2) of a second surface (16) of the second contact element (12) and adjoins the first partial area (T1) and obliquely to the first and second partial areas (T1, T2) extending third portion (T3) of the first surface (14) overlaps a fourth portion (T4) of the second surface (16) adjacent to the second portion (T2) and spaced from the fourth portion (T4); and irradiating a laser beam (24) between the third and fourth partial regions (T3, T4) such that the laser beam (24) extends advantageously obliquely to the first and second partial regions (T1, T2), whereby the contact elements (10, 12) of the laser beam (24) are welded together and thereby electrically connected to each other.
Figure DE102019001893A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von elektrischen Verbindungen wenigstens zweier Batteriezellen für eine Batterie eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens.The invention relates to a method for producing electrical connections of at least two battery cells for a battery of a motor vehicle, in particular of a motor vehicle.

Die EP 3 109 925 A1 offenbart ein Batteriemodul und eine Batterie mit einem solchen Batteriemodul. Aus der US 2010/0247992 A1 sind eine Sekundärbatterie und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Sekundärbatterie bekannt. Die US 2011/0195288 A1 offenbart eine Batterie und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Batterie. Der DE 10 2008 059 963 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Einzelzelle für eine Batterie als bekannt zu entnehmen. Außerdem ist aus der EP 2 372 814 A2 eine Sekundärbatterie und ein Sekundärbatteriemodul bekannt.The EP 3 109 925 A1 discloses a battery module and a battery having such a battery module. From the US 2010/0247992 A1 For example, a secondary battery and a method of manufacturing such a secondary battery are known. The US 2011/0195288 A1 discloses a battery and a method of manufacturing such a battery. Of the DE 10 2008 059 963 A1 is a method for producing a single cell for a battery to be known as known. Moreover, from the EP 2 372 814 A2 a secondary battery and a secondary battery module are known.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mittels welchem Batteriezellen einer Batterie für ein Kraftfahrzeug besonders vorteilhaft elektrisch miteinander verbunden werden können.The object of the present invention is to provide a method by means of which battery cells of a battery for a motor vehicle can be electrically connected to one another in a particularly advantageous manner.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von elektrischen Verbindungen wenigstens zweier Batteriezellen für eine Batterie eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens, werden zwei aus einem jeweiligen metallischen Werkstoff gebildete Kontaktelemente derart in gegenseitiger Überlappung beziehungsweise Überdeckung angeordnet, dass ein erster Teilbereich einer ersten Oberfläche eines ersten der Kontaktelemente an einem zweiten Teilbereich einer zweiten Oberfläche des zweiten Kontaktelements, insbesondere flächig, anliegt. Somit berühren sich der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich gegenseitig. Außerdem werden die Kontaktelemente derart in gegenseitiger Überlappung angeordnet, dass wenigstens ein sich an den ersten Teilbereich anschließender und schräg zu dem ersten Teilbereich und schräg zu dem zweiten Teilbereich verlaufender dritter Teilbereich der ersten Oberfläche einen sich an den zweiten Teilbereich anschließenden vierten Teilbereich der zweiten Oberfläche überlappt und von dem vierten Teilbereich beabstandet ist. Dadurch wird zwischen dem dritten Teilbereich und dem vierten Teilbereich ein Zwischenraum oder ein Spalt, insbesondere ein Luftspalt, gebildet, wobei der Zwischenraum beziehungsweise der Spalt in eine erste Richtung durch den dritten Teilbereich und eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung durch den vierten Teilbereich begrenzt ist beziehungsweise wird. Dies bedeutet, dass sich der dritte Teilbereich und der vierte Teilbereich nicht gegenseitig berühren.In the method according to the invention for the production of electrical connections of at least two battery cells for a battery of a motor vehicle, in particular of a motor vehicle, two contact elements formed from a respective metallic material are arranged in mutual overlapping or overlapping such that a first portion of a first surface of a first of the contact elements at a second portion of a second surface of the second contact element, in particular flat, is applied. Thus, the first portion and the second portion touch each other. In addition, the contact elements are arranged in mutual overlap so that at least one adjoins the first portion and obliquely to the first portion and obliquely to the second portion extending third portion of the first surface overlaps a subsequent to the second portion fourth portion of the second surface and spaced from the fourth portion. As a result, an intermediate space or a gap, in particular an air gap, is formed between the third subregion and the fourth subregion, wherein the interspace or the gap is delimited in a first direction by the third subregion and a second direction opposite to the second direction by the fourth subregion or will. This means that the third subarea and the fourth subarea do not touch each other.

Daraufhin wird ein Laserstrahl in den Zwischenraum beziehungsweise in den Spalt und somit zwischen den dritten Teilbereich und den vierten Teilbereich derart eingestrahlt, dass der Laserstrahl beziehungsweise dessen Längserstreckungsrichtung vorteilhaft schräg zu dem ersten Teilbereich und schräg zu dem zweiten Teilbereich verläuft. Der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich erstrecken sich beispielsweise insbesondere dadurch, dass sie sich gegenseitig berühren, in einer gemeinsamen ersten Ebene. Dabei wird der Laserstrahl in dem Zwischenraum derart eingebracht, dass der Laserstrahl beziehungsweise dessen Längserstreckungsrichtung vorteilhaft schräg zu der ersten Ebene verläuft. Es ist denkbar, dass sich der dritte Teilbereich in einer zweiten Ebene erstreckt, welche schräg zur ersten Ebene verläuft. Alternativ oder zusätzlich kann sich der vierte Teilbereich in einer dritten Ebene erstrecken, welche mit der ersten Ebene zusammenfällt oder schräg zur ersten Ebene verläuft. Dabei kann die dritte Ebene schräg oder senkrecht zur zweiten Ebene verlaufen.Then, a laser beam is irradiated into the intermediate space or into the gap and thus between the third partial area and the fourth partial area such that the laser beam or its longitudinal extension direction advantageously extends obliquely to the first partial area and obliquely to the second partial area. The first subregion and the second subregion extend, for example, in particular in that they touch one another, in a common first plane. In this case, the laser beam is introduced in the intermediate space such that the laser beam or its longitudinal extension direction advantageously extends obliquely to the first plane. It is conceivable that the third subregion extends in a second plane, which runs obliquely to the first plane. Alternatively or additionally, the fourth subregion may extend in a third plane, which coincides with the first plane or extends obliquely to the first plane. In this case, the third plane can run obliquely or perpendicular to the second plane.

Durch Einstrahlen des Laserstrahls ist den Zwischenraum werden zur Herstellung der elektrischen Verbindung der Batteriezellen die Kontaktelemente mittels des Laserstrahls miteinander verschweißt und dadurch elektrisch miteinander verbunden. Hierzu trifft der Laserstrahl beispielsweise, insbesondere gleichzeitig, auf die Kontaktelemente auf. Hierdurch werden die Kontaktelemente mittels des Laserstrahls erwärmt und dadurch jeweils zumindest teilweise aufgeschmolzen, insbesondere in einer Schweißzone. Mit anderen Worten wird der jeweilige metallische Werkstoff des jeweiligen Kontaktelements mittels des Laserstrahls erwärmt und dadurch aufgeschmolzen, sodass sich die aufgeschmolzenen Werkstoffe der Kontaktelemente in der Schweißzone miteinander vermischen können. Dadurch werden die Kontaktelemente miteinander verschweißt und somit mechanisch und stoffschlüssig miteinander verbunden. Außerdem werden dadurch die Kontaktelemente elektrisch miteinander verbunden, wodurch die Batteriezellen elektrisch miteinander verbunden werden.By irradiation of the laser beam is the gap for the preparation of the electrical connection of the battery cells, the contact elements by means of the laser beam welded together and thereby electrically connected to each other. For this purpose, the laser beam strikes, for example, in particular simultaneously, on the contact elements. As a result, the contact elements are heated by means of the laser beam and thereby in each case at least partially melted, in particular in a welding zone. In other words, the respective metallic material of the respective contact element is heated by means of the laser beam and thereby melted, so that the molten materials of the contact elements in the weld zone can mix with each other. As a result, the contact elements are welded together and thus mechanically and cohesively connected to each other. In addition, thereby the contact elements are electrically connected to each other, whereby the battery cells are electrically connected to each other.

Zur Erfindung gehört somit auch eine Bauteil- und Schweißanordnung, welche die auf die zuvor beschriebene Weise relativ zueinander angeordneten und in der Folge miteinander verschweißten Kontaktelemente umfasst. Mit anderen Worten wird die genannte Bauteil- und Schweißanordnung durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt. Der Erfindung liegen dabei insbesondere die folgenden Erkenntnisse zugrunde: Die gleichmäßige, insbesondere elektrische, Kontaktierung von Batteriezellen für beispielsweise als Elektrofahrzeuge ausgebildete Kraftfahrzeuge ist hochkomplex und von großer Bedeutung, da über die sich ergebenden Widerstände die Stromstärke eingestellt wird. Aus unterschiedlichen Kontaktierungen ergeben sich schließlich unterschiedliche Widerstände an den Übergängen und damit unterschiedliche elektrische Ströme. Die Kontaktierung der einzelnen Zellen wird in der Regel artfremd zwischen Kupfer- und Aluminiumwerkstoffen oder artgleich zwischen Kupfer- oder Aluminiumwerkstoffen in unterschiedlichen Materialstärken hergestellt, sodass beim Schweißen ein günstiges Durchmischungsverhältnis der jeweiligen Elemente sicherzustellen ist. Weiterhin ist es in einigen Fällen zu gewährleisten, dass an dem unteren Fügepartner keine Durchschweißung auftritt. Besonders bei Fügepartnern unterschiedlicher Dicke stellt diese eine enorme Herausforderung dar.The invention thus also includes a component and welding arrangement which comprises the contact elements arranged in the manner described above relative to one another and subsequently welded together. In other words, said component and welding arrangement is produced by the method according to the invention. The invention is based in particular on the following findings: The uniform, in particular electrical, contacting of battery cells For example, designed as electric vehicles motor vehicles is highly complex and of great importance, since on the resulting resistors, the current is set. From different contacts eventually different resistances result at the junctions and thus different electrical currents. The contacting of the individual cells is usually made art alien between copper and aluminum materials or equivalent between copper or aluminum materials in different thicknesses, so that when welding a favorable mixing ratio of the respective elements is ensured. Furthermore, it is in some cases to ensure that no penetration occurs at the lower joining partner. Especially with joining partners of different thickness, this presents an enormous challenge.

Die Erfindung ermöglicht es nun, die Bauteil- und Schweißanordnung besonders einfach und bedarfsgerecht herstellen zu können. Mit anderen Worten beschreibt die Erfindung das Verfahren und die genannte Bauteil- und Schweißanordnung für einen Laserschweißprozess, in dessen Rahmen die Kontaktelemente auf die beschriebene Weise miteinander verschweißt und dadurch elektrisch miteinander verbunden werden. Bei dem Verfahren kann aufgrund der Erzeugung des beschriebenen Spalts im Vergleich zu herkömmlichen I-Nähten an einem Überlappstoß sehr kontrolliert eingeschweißt werden, insbesondere auch dadurch, dass der Laserstrahl vorteilsmäßig schräg zu der ersten Ebene und somit unter einem Einstrahlwinkel in den Spalt eingestrahlt wird. Der Einstrahlwinkel ist ein Winkel, den der Laserstrahl mit der ersten Ebene einschließt, wobei der Winkel größer als 0 Grad und kleiner als 90 Grad ist. Insbesondere ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren, die Kontaktelemente auch dann besonders einfach und sicher miteinander verschweißen zu können, wenn die Kontaktelemente voneinander unterschiedliche Wanddicken beziehungsweise Wandstärken aufweisen.The invention now makes it possible to produce the component and welding arrangement in a particularly simple and tailored manner. In other words, the invention describes the method and said component and welding arrangement for a laser welding process, in which the contact elements are welded together in the manner described and thereby electrically connected to each other. In the method, due to the generation of the gap described in comparison to conventional I-seams at a lap joint can be welded very controlled, in particular by the fact that the laser beam is advantageously radiated obliquely to the first plane and thus at an angle of incidence into the gap. The angle of incidence is an angle that the laser beam encloses with the first plane, the angle being greater than 0 degrees and less than 90 degrees. In particular, the method according to the invention makes it possible to weld the contact elements to one another in a particularly simple and secure manner, even if the contact elements have mutually different wall thicknesses or wall thicknesses.

Der zuvor genannte Spalt zwischen dem dritten Teilbereich und dem vierten Teilbereich wird auch als Fügespalt bezeichnet, da die Kontaktelemente an dem Fügespalt beziehungsweise im Bereich des Fügespalts miteinander verschweißt und dadurch miteinander gefügt werden. Dabei ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine spezielle beziehungsweise bedarfsgerechte Anpassung der Kontaktelemente, insbesondere deren Geometrien, zur Erzeugung des Fügespalts. Beispielsweise wird der dritte Teilbereich durch mechanisches Bearbeiten, insbesondere durch Anfasen, derart hergestellt, dass der dritte Teilbereich schräg zu dem ersten Teilbereich verläuft. Mit anderen Worten wird beispielsweise der dritte Teilbereich durch Herstellen einer Phase des ersten Kontaktelements hergestellt. Durch mechanisches Bearbeiten wird somit eine in einem Ausgangszustand und somit vor dem mechanischen Bearbeiten vorliegende Wanddicke oder Materialstärke des ersten Kontaktelements verändert, insbesondere reduziert, um dadurch den dritten Teilbereich herzustellen.The aforementioned gap between the third subregion and the fourth subregion is also referred to as joint gap, since the contact elements are welded together at the joint gap or in the area of the joint gap and thereby joined together. In this case, the method according to the invention makes it possible to adapt the contact elements, in particular their geometries, to a specific or needs-based adaptation in order to produce the joint gap. For example, the third subregion is produced by mechanical processing, in particular by chamfering, such that the third subregion extends obliquely to the first subregion. In other words, for example, the third partial region is produced by producing a phase of the first contact element. By means of mechanical processing, a wall thickness or material thickness of the first contact element present in an initial state and thus prior to the mechanical processing is thus changed, in particular reduced, in order thereby to produce the third subregion.

Ferner ist es denkbar, dass der dritte Teilbereich durch Umformen, insbesondere durch Abkanten, derart hergestellt wird, dass der dritte Teilbereich schräg zu dem ersten Teilbereich verläuft. Dadurch ist es beispielsweise möglich, dass das erste Kontaktelement zumindest in dem ersten Teilbereich und in dem dritten Teilbereich die gleiche Materialstärke beziehungsweise Wanddicke, das heißt eine konstante Materialstärke beziehungsweise Wanddicke aufweist. Der zuvor genannte Einstrahlwinkel wird auch als Lateralwinkel bezeichnet, unter welchem gezielt in den Spalt eingeschweißt wird. Dies ist ähnlich einer Herstellung einer Kehlnaht und wird anstelle einer herkömmlichen I-Naht am Überlappstoß hergestellt, wodurch die Kontaktelemente besonders vorteilhaft miteinander verschweißt werden können. Insbesondere kann durch das erfindungsgemäße Verfahren vermieden werden, dass das jeweilige Kontaktelement durchgeschweißt wird. Beispielsweise werden die Kontaktelemente durch das erfindungsgemäße Verfahren unter Herstellung wenigstens oder genau einer Schweißnaht miteinander verschweißt, wobei die Schweißnaht beispielsweise in dem Spalt hergestellt beziehungsweise ausgebildet ist. Dabei ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren, die Kontaktelemente unter Ausbildung wenigstens oder genau einer durchgängigen Schweißnaht miteinander zu verbinden, sodass die Kontaktelemente zeit- und kostengünstig sowie besonders fest miteinander verbunden werden können. Insbesondere weist das erfindungsgemäße Verfahren die folgenden Vorteile auf:

  • - günstiges Durchmischungsverhältnis der Kontaktelemente beziehungsweise der Werkstoffe und damit gute elektrische Kontaktierung
  • - Flexibilität gegenüber Bauteilen und deren Anzahl und Anordnung
  • - hohe Prozessstabilität
  • - Risiko einer Durchschweißung wird erheblich gesenkt, da das Verfahren deutlich kontrollierbarer als herkömmliche Verfahren ist
Furthermore, it is conceivable that the third subregion is produced by reshaping, in particular by bending, in such a way that the third subregion runs obliquely to the first subregion. This makes it possible, for example, for the first contact element to have the same material thickness or wall thickness, that is to say a constant material thickness or wall thickness, at least in the first subregion and in the third subregion. The above-mentioned angle of incidence is also referred to as the lateral angle, under which is selectively welded into the gap. This is similar to making a fillet weld and is made instead of a conventional I-seam on the lap joint, whereby the contact elements can be particularly advantageous welded together. In particular, it can be avoided by the method according to the invention that the respective contact element is welded through. For example, the contact elements are welded together by the inventive method to produce at least or exactly one weld, wherein the weld is made or formed for example in the gap. In this case, the method according to the invention makes it possible to connect the contact elements with one another by forming at least or exactly one continuous weld seam, so that the contact elements can be connected to one another in a timely and cost-effective manner, and particularly firmly. In particular, the method according to the invention has the following advantages:
  • - Favorable mixing ratio of the contact elements or materials and thus good electrical contact
  • - Flexibility to components and their number and arrangement
  • - high process stability
  • - The risk of penetration is considerably reduced because the process is significantly more controllable than conventional processes

Insbesondere kann durch das erfindungsgemäße Verfahren realisiert werden, dass das Verbinden und Kontaktieren der Kontaktelemente durch Schweißen, insbesondere durch Laserschweißen, von den metallischen Werkstoffen, dem Einstrahlwinkel und einem Winkel, den der dritte Teilbereich mit dem ersten Teilbereich einschließt, und nicht von der Materialstärke der Kontaktelemente abhängt. Dadurch können die Kontaktelemente prozesssicher miteinander verbunden werden.In particular, it can be realized by the method according to the invention that the bonding and contacting of the contact elements by welding, in particular by laser welding, of the metallic materials, the angle of incidence and an angle which includes the third portion with the first portion, and not the material thickness of the Contact elements depends. As a result, the contact elements can be reliably connected to one another.

Der Spalt wird auch als Rinne bezeichnet, welche beispielsweise durch Abkanten oder Anfasen zumindest des dritten Teilbereichs und/oder des vierten Teilbereichs gebildet wird. Verlaufen beispielsweise sowohl die zweite Ebene als auch die dritte Ebene schräg zur ersten Ebene, so kann ein besonders großer Gesamtwinkel geschaffen werden, den die zweite Ebene und die dritte Ebene miteinander einschließen, wobei ein jeweiliger Einzelwinkel, den die zweite Ebene beziehungsweise die dritte Ebene mit der ersten Ebene einschließt, gering gehalten werden kann. Dadurch kann die Rinne besonders einfach hergestellt werden. Ein großer Gesamtwinkel ermöglicht es, den Laserstrahl besonders einfach in die Rinne einstrahlen zu können. Unter dem Merkmal, dass der dritte Teilbereich durch mechanisches Bearbeiten, insbesondere durch Anfasen, hergestellt wird, ist zu verstehen, dass eine Materialabtragung erfolgt, durch welche der dritte Teilbereich entsprechend hergestellt wird. Der vierte Teilbereich bleibt beispielsweise flächig und dabei in der ersten Ebene oder wird ebenfalls schräg zur ersten Ebene hergestellt. The gap is also referred to as a groove, which is formed for example by folding or chamfering at least the third portion and / or the fourth portion. If, for example, both the second plane and the third plane run obliquely to the first plane, a particularly large overall angle can be created, which the second plane and the third plane enclose with each other, wherein a respective single angle, the second plane or the third plane with includes the first level, can be kept low. As a result, the channel can be made particularly easy. A large overall angle makes it possible to radiate the laser beam particularly easily into the channel. By the feature that the third subregion is produced by mechanical processing, in particular by chamfering, it is to be understood that material removal occurs by which the third subregion is produced accordingly. The fourth subregion, for example, remains flat and in the first plane or is also made obliquely to the first plane.

Da der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich, insbesondere flächig, aneinander anliegen, werden der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich auch als Kontaktflächen bezeichnet. Dabei ist es denkbar, dass die Kontaktflächen die gleiche Größe aufweisen, sodass sich die beiden Kontaktflächen genau überdecken und die Rinne auch gleiche beziehungsweise ähnliche Abmessungen der Ränder hat. Alternativ kann auch die eine Kontaktfläche, vorzugsweise die flache beziehungsweise nicht abgeschrägte Kontaktfläche, größer als die andere ausgeführt sein, sodass die Kontaktfläche mit den schrägen Kanten auf der größeren Kontaktfläche aufliegt und nur ein Teil dieser überdeckt. Hierbei finden die Verschweißung und damit die Kontaktierung in der Rinne statt, sodass der Überstand auf einer Seite der Rinne unerheblich ist.Since the first subarea and the second subarea lie against one another, in particular flat, the first subarea and the second subarea are also referred to as contact surfaces. It is conceivable that the contact surfaces have the same size, so that the two contact surfaces cover exactly and the groove also has the same or similar dimensions of the edges. Alternatively, the one contact surface, preferably the flat or non-beveled contact surface, be made larger than the other, so that the contact surface rests with the oblique edges on the larger contact surface and only a part of these covers. Here, the welding and thus the contacting take place in the channel, so that the supernatant on one side of the channel is irrelevant.

Vorzugsweise ist eine seitliche Verschweißung der Kontaktelemente in der Rinne auf beiden Seiten, das heißt beidseitig des ersten und zweiten Teilbereichs und somit der Kontaktflächen vorgesehen, um sowohl die mechanische als auch die elektrische Verbindung zwischen den Kontaktelementen über eine besonders große Länge beziehungsweise Fläche erzeugen zu können. Durch die Verbindung der Kontaktflächen als Ableiter beziehungsweise Elektroden mit einer Batteriezelle ist zumindest eine Seite bereits verbunden, sodass aber auch nicht nur die beiden Seitenflächen zur Verschweißung dienen können, sondern auch die dritte Seite der Kontaktfläche, gegenüber der jeweiligen Batteriezelle, kann durch eine schräge Kante entsprechend der Seiten verschweißt werden.Preferably, a lateral welding of the contact elements in the groove on both sides, that is, on both sides of the first and second portion and thus the contact surfaces provided to generate both the mechanical and the electrical connection between the contact elements over a particularly large length or area can , By connecting the contact surfaces as arresters or electrodes with a battery cell at least one side is already connected, so that not only the two side surfaces can serve for welding, but also the third side of the contact surface, opposite the respective battery cell, by an oblique edge welded according to the sides.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. 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, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Die Zeichnung zeigt in:

  • 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform;
  • 2 eine weitere schematische Darstellung des Verfahrens; und
  • 3 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens.
The drawing shows in:
  • 1 a schematic representation of a method according to the invention according to a first embodiment;
  • 2 a further schematic representation of the method; and
  • 3 a schematic representation of a second embodiment of the method.

In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

Anhand von 1 wird im Folgenden eine erste Ausführungsform eines Verfahrens zum elektrischen Verbinden wenigstens zweier, in den Fig. nicht dargestellter Batteriezellen für eine Batterie eines Kraftfahrzeugs erläutert. Das Kraftfahrzeug umfasst somit in seinem vollständig hergestellten Zustand die vorzugsweise als Hochvolt-Batterie (HV-Batterie) ausgebildete Batterie, deren Batteriezellen in vollständig hergestelltem Zustand der Batterie elektrisch miteinander verbunden sind. Das Kraftfahrzeug ist dabei als Hybrid- oder Elektrofahrzeug ausgebildet und umfasst wenigstens eine elektrische Maschine, mittels welcher das Kraftfahrzeug elektrisch angetrieben werden kann. Hierzu wird die elektrische Maschine mit in der Batterie und somit in den Batteriezellen gespeicherter elektrischer Energie versorgt.Based on 1 In the following, a first embodiment of a method for electrically connecting at least two battery cells (not shown in the figures) for a battery of a motor vehicle will be explained. The motor vehicle thus comprises, in its completely manufactured state, the battery, which is preferably designed as a high-voltage battery (HV battery) and whose battery cells are electrically connected to each other when the battery is completely manufactured. The motor vehicle is designed as a hybrid or electric vehicle and comprises at least one electric machine, by means of which the motor vehicle can be electrically driven. For this purpose, the electric machine is supplied with stored in the battery and thus in the battery cells electrical energy.

Bei einem ersten Schritt S1 des Verfahrens werden zwei aus einem jeweiligen metallischen Werkstoff gebildete Kontaktelemente 10 und 12, mittels welchen die Batteriezellen elektrisch miteinander verbunden werden, in gegenseitiger Überlappung beziehungsweise Überdeckung derart angeordnet, dass ein erster Teilbereich T1 einer ersten Oberfläche 14 des Kontaktelements 10 an einem zweiten Teilbereich T2 einer zweiten Oberfläche 16 des Kontaktelements 12, insbesondere flächig, anliegt. Außerdem werden dem ersten Schritt S1 die Kontaktelemente 10 und 12 derart in gegenseitiger Überlappung beziehungsweise Überdeckung angeordnet, dass jeweilige, sich an den ersten Teilbereich T1 anschließende und schräg zu dem ersten Teilbereich T1 und schräg zu dem zweiten Teilbereich T2 verlaufende dritte Teilbereiche T3 der Oberfläche 14 jeweilige, sich an den zweiten Teilbereich T2 anschließende vierte Teilbereiche T4 der Oberfläche 16 überlappen und von den jeweiligen vierten Teilbereichen T4 beabstandet sind. Hierdurch wird zwischen den jeweiligen, sich gegenseitig überlappenden Teilbereich T3 und T4 ein auch als Rinne oder Fügespalt oder Spalt bezeichneter Zwischenraum 18 gebildet, welcher in eine durch einen Pfeil 20 veranschaulichte erste Richtung durch den jeweiligen Teilbereich T3 und in eine der ersten Richtung entgegengesetzte und durch einen Pfeil 22 veranschaulichte zweite Richtung durch den jeweiligen Teilbereich T4 begrenzt wird.At a first step S1 of the method become two contact elements formed from a respective metallic material 10 and 12 , By means of which the battery cells are electrically connected to each other, arranged in mutual overlap or overlap such that a first portion T1 a first surface 14 of the contact element 10 at a second subarea T2 a second surface 16 of the contact element 12 , in particular flat, is applied. Also, be the first step S1 the contact elements 10 and 12 so arranged in mutual overlap or overlap, that respective, to the first subarea T1 subsequent and oblique to the first subarea T1 and obliquely to the second portion T2 running third sections T3 the surface 14 respectively, to the second subarea T2 subsequent fourth sections T4 the surface 16 overlap and from the respective fourth sub-areas T4 are spaced. As a result, between the respective, mutually overlapping portion T3 and T4 a gap also called gutter or joint gap or gap 18 formed into one by an arrow 20 illustrated first direction through the respective subarea T3 and in one of the first direction opposite and by an arrow 22 illustrated second direction through the respective subregion T4 is limited.

Wie in Zusammenschau mit 2 erkennbar ist, wird bei einem zweiten Schritt S2 des Verfahrens wenigstens oder genau ein Laserstrahl 24 in dem Zwischenraum 18 und dadurch zwischen die jeweiligen Teilbereiche T3 und T4 derart eingestrahlt, dass der Laserstrahl 24 beziehungsweise dessen durch eine durchgezogene Linie 26 veranschaulichte Längserstreckungsrichtung vorteilsmäßig schräg zu den Teilbereichen T1 und T2 verläuft. Hierdurch werden zum elektrischen Verbinden der Batteriezellen die Kontaktelemente 10 und 12 mittels des Laserstrahls 24, insbesondere in dem Zwischenraum 18, miteinander verschweißt und dadurch elektrisch miteinander verbunden.As in synopsis with 2 recognizable, becomes in a second step S2 of the method at least or exactly one laser beam 24 in the gap 18 and thereby between the respective subareas T3 and T4 so irradiated that the laser beam 24 or by a solid line 26 illustrated longitudinal extension direction advantageously obliquely to the sub-areas T1 and T2 runs. As a result, the contact elements for electrically connecting the battery cells 10 and 12 by means of the laser beam 24 , especially in the gap 18 , welded together and thus electrically connected.

Besonders gut aus 1 ist erkennbar, dass in dem Zwischenraum 18, welcher beispielsweise in Umfangsrichtung der Kontaktelemente 10 und 12 zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, umläuft, eine vorzugsweise unterbrechungsfreie und beispielsweise zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in Umfangsrichtung der Kontaktelemente 10 und 12 umlaufende Schweißnaht 28 hergestellt, mittels welcher die Kontaktelemente 10 und 12 miteinander verschweißt und dadurch mechanisch und elektrisch miteinander verbunden werden. Die Teilbereiche T1 und T2 verlaufen dadurch, dass sie flächig aneinander anliegen, in einer ersten Ebene. Der jeweilige Teilbereich T3 verläuft in einer jeweiligen zweiten Ebene, welche mit der ersten Ebene einen Winkel α einschließt. Der Winkel α ist dabei größer als 0 Grad und kleiner als 90 Grad. Der jeweilige vierte Teilbereich T4 kann in einer dritten Ebene verlaufen, welche mit der ersten Ebene zusammenfällt oder schräg zur ersten Ebene verläuft.Especially good 1 it can be seen that in the interspace 18 which, for example, in the circumferential direction of the contact elements 10 and 12 at least partially, in particular at least predominantly or completely, circulates, preferably uninterrupted and, for example, at least partially, in particular at least predominantly or completely, in the circumferential direction of the contact elements 10 and 12 circumferential weld 28 manufactured, by means of which the contact elements 10 and 12 welded together and thus mechanically and electrically connected to each other. The subareas T1 and T2 run in that they lie flat against each other, in a first level. The respective subarea T3 extends in a respective second plane, which with the first plane an angle α includes. The angle α is greater than 0 degrees and less than 90 degrees. The respective fourth subarea T4 may run in a third plane, which coincides with the first plane or extends obliquely to the first plane.

In 2 ist die Ebenennormale der ersten Ebene mit 30 bezeichnet. Dabei ist aus 2 erkennbar, dass der Laserstrahl 24 beziehungsweise dessen Längserstreckungsrichtung vorteilsmäßig schräg zu den Teilbereichen T1 und T2 und somit schräg zu der ersten Ebene verläuft, sodass der Laserstrahl 24 beziehungsweise dessen Längserstreckungsrichtung mit der ersten Ebene beziehungsweise mit der Ebenennormalen 30 einen zweiten Winkel β einschließt. Dabei ist β größer als 0 Grad und kleiner als 90 Grad. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass der Winkel α größer als der Winkel β und kleiner als 90 Grad ist. Außerdem ist aus 1 und 2 erkennbar, dass die Schweißnaht 28 nicht etwa in der ersten Ebene oder parallel dazu verläuft, sondern die Schweißnaht 28 ist ebenfalls abgewinkelt.In 2 is the level normal of the first level designated 30. It is off 2 recognizable that the laser beam 24 or its longitudinal extension direction advantageously obliquely to the sub-areas T1 and T2 and thus obliquely to the first plane, so that the laser beam 24 or its longitudinal extension direction with the first plane or with the plane normal 30 a second angle β includes. It is β greater than 0 degrees and less than 90 degrees. Preferably, it is provided that the angle α greater than the angle β and less than 90 degrees. Besides, it is off 1 and 2 recognizable that the weld 28 not in the first plane or parallel to it, but the weld 28 is also angled.

Der Laserstrahl 24 wird in einer Einstrahlrichtung in den Zwischenraum 18 eingestrahlt, wobei bezogen auf diese Abstrahlrichtung das Kontaktelement 10 über dem Kontaktelement 12 angeordnet ist. Somit ist das Kontaktelement 10 ein oberes Kontaktelement, während das Kontaktelement 12 ein unteres Kontaktelement ist. Eines der Kontaktelemente 10 und 12 ist beispielsweise aus Aluminium oder Kupfer gebildet, wobei das andere Kontaktelement 12 beziehungsweise 10 ebenfalls aus Aluminium oder Kupfer gebildet ist. Vorliegend ist beispielsweise das Kontaktelement 10 aus Aluminium und das Kontaktelement 12 aus Kupfer gebildet.The laser beam 24 becomes in a Einstrahlrichtung in the intermediate space 18 irradiated, wherein based on this emission direction, the contact element 10 above the contact element 12 is arranged. Thus, the contact element 10 an upper contact element while the contact element 12 a lower contact element. One of the contact elements 10 and 12 For example, is formed of aluminum or copper, wherein the other contact element 12 respectively 10 also made of aluminum or copper. For example, the contact element is present here 10 made of aluminum and the contact element 12 made of copper.

Aus 1 ist ferner erkennbar, dass das Kontaktelement 10 eine auch als erste Materialstärke bezeichnete erste Wanddicke oder erste Wandstärke aufweist, wobei die erste Materialstärke mit t1 bezeichnet ist. Das Kontaktelement 12 weist eine zweite Materialstärke t2 auf, welche auch als zweite Wanddicke oder zweite Wandstärke bezeichnet wird. Dabei ist die Materialstärke t1 konstant. Alternativ oder zusätzlich ist die Materialstärke t2 konstant. Bei der ersten Ausführungsform erfährt beispielsweise das obere Kontaktelement unter der konstanten Materialstärke t1 eine Abkantung, insbesondere durch Biegen oder ein anderes Verfahren, wodurch der Winkel α entsteht beziehungsweise gebildet wird.Out 1 It can also be seen that the contact element 10 a first wall thickness or first wall thickness, which is also referred to as a first material thickness, wherein the first material thickness comprises t1 is designated. The contact element 12 has a second material thickness t2 which is also referred to as second wall thickness or second wall thickness. Here is the material thickness t1 constant. Alternatively or additionally, the material thickness t2 constant. In the first embodiment, for example, experiences the upper contact element under the constant material thickness t1 a fold, in particular by bending or another method, whereby the angle α arises or is formed.

3 veranschaulicht eine zweite Ausführungsform, bei welcher der Winkel α durch mechanisches, insbesondere spanendes, Bearbeiten und dadurch beispielsweise durch Materialabtragung des Kontaktelements 10 hergestellt wird. Dabei weist das Kontaktelement 10 in dem Teilbereich t1 die erste Materialstärke t1 auf, welche bei der zweiten Ausführungsform über die Teilbereiche T1 und T3 des Kontaktelements 10 betrachtet nicht konstant ist, im Gegensatz zur ersten Ausführungsform. Das Abkanten und das mechanische Bearbeiten sind Bauteilanpassungen zum Realisieren des Winkels a. Sowohl bei der ersten Ausführungsform als auch bei der zweiten Ausführungsform generiert die Bauteilanpassung in Kombination mit dem unteren Kontaktelement und dabei insbesondere in verspanntem Zustand der Kontaktelemente 10 und 12 den als lokaler Fügespalt ausgebildeten Zwischenraum 18 unter dem Winkel a. Beispielsweise werden die Kontaktelemente 10 und 12 nach dem ersten Schritt S1 und vor dem zweiten Schritt S2 miteinander verspannt und dadurch aneinander gehalten. Die jeweilige Bauteilanpassung kann bezogen auf die Kontaktelemente 10 und 12 nur am Kontaktelement 10, nur am Kontaktelement 12 oder an beiden Kontaktelementen 10 und 12 vorgenommen werden. Auch Verbindungen mehrerer Bauteile, so zum Beispiel sogenannte Dreiblechverbindungen, können durch das Verfahren hergestellt werden. 3 illustrates a second embodiment in which the angle α by mechanical, in particular machining, and thereby, for example, by material removal of the contact element 10 will be produced. In this case, the contact element 10 in the subarea t1 the first material thickness t1 on, which in the second embodiment over the subregions T1 and T3 of the contact element 10 considered not constant, in contrast to the first embodiment. Bending and machining are component adjustments to realize the angle a. Both in the first embodiment and in the second embodiment, the component adaptation generates in combination with the lower contact element and in particular in the clamped state of the contact elements 10 and 12 the trained as a local joint gap gap 18 at the angle a. For example, the contact elements 10 and 12 after the first step S1 and before the second step S2 clamped together and thus held together. The respective component adaptation can refer to the contact elements 10 and 12 only on the contact element 10 , only on the contact element 12 or on both contact elements 10 and 12 be made. Also compounds of several components, such as so-called Dreiblechverbindungen can be prepared by the process.

Die Kontaktelemente 10 und 12 können nun mittels des Laserstrahls 24 miteinander verschweißt werden. Anders als bei herkömmlichen Verfahren erfolgt dies nicht unter senkrechtem Strahleinfall, sondern der Laserstrahl 24 fällt unter dem auch als Einstrahlwinkel oder Lateralwinkel bezeichneten Winkel β in den Fügespalt ein. Vorzugsweise ist der Winkel β kleiner als der auch als Bauteilwinkel bezeichnete Winkel a. Als weiterhin sehr positiv erweist sich die aus der kontrollierbaren Schweißung resultierende, homogene Kontaktierung der Kontaktelemente 10 und 12. Der Schweißprozess kann durch die beschriebene Anordnung ohne einen Zusatzwerkstoff durchgeführt werden und erfordert keine Veränderung von herkömmlicher Anlagentechnik. Außerdem können Durchschweißungen der Kontaktelemente 10 und 12 sicher vermieden werden.The contact elements 10 and 12 can now by means of the laser beam 24 be welded together. Unlike conventional methods, this is not done under vertical beam incidence, but the laser beam 24 falls below the angle called the angle of incidence or lateral angle β into the joint gap. Preferably, the angle β smaller than the angle called a component angle a. Another very positive result is the homogeneous contacting of the contact elements resulting from the controllable welding 10 and 12 , The welding process can be performed by the described arrangement without a filler material and requires no change from conventional equipment technology. In addition, through-welding of the contact elements 10 and 12 safely avoided.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Kontaktelementcontact element
1212
Kontaktelementcontact element
1414
Oberflächesurface
1616
Oberflächesurface
1818
Zwischenraumgap
2020
Pfeilarrow
2222
Pfeilarrow
2424
Laserstrahllaser beam
2626
durchgezogene Liniesolid line
2828
SchweißnahtWeld
3030
Ebenennormaleplane normal
t1t1
Materialstärkematerial thickness
t2t2
Materialstärkematerial thickness
T1T1
Teilbereichsubregion
T2T2
Teilbereichsubregion
T3T3
Teilbereichsubregion
T4T4
Teilbereichsubregion
αα
Winkelangle
ββ
Winkelangle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 3109925 A1 [0002]EP 3109925 A1 [0002]
  • US 2010/0247992 A1 [0002]US 2010/0247992 A1 [0002]
  • US 2011/0195288 A1 [0002]US 2011/0195288 A1 [0002]
  • DE 102008059963 A1 [0002]DE 102008059963 A1 [0002]
  • EP 2372814 A2 [0002]EP 2372814 A2

Claims (5)

Verfahren zur Herstellung von elektrischen Verbindungen wenigstens zweier Batteriezellen für eine Batterie eines Kraftfahrzeugs, mit den Schritten: - Anordnen von zwei aus einem jeweiligen metallischen Werkstoff gebildeten Kontaktelementen (10, 12) in gegenseitiger Überlappung derart, dass ein erster Teilbereich (T1) einer ersten Oberfläche (14) eines ersten der Kontaktelemente (10, 12) an einem zweiten Teilbereich (T2) einer zweiten Oberfläche (16) des zweiten Kontaktelementes (12) anliegt und wenigstens ein sich an den ersten Teilbereich (T1) anschließender und schräg zu dem ersten und zweiten Teilbereich (T1, T2) verlaufender dritter Teilbereich (T3) der ersten Oberfläche (14) einen sich an den zweiten Teilbereich (T2) anschießenden vierten Teilbereich (T4) der zweiten Oberfläche (16) überlappt und von dem vierten Teilbereich (T4) beabstandet ist; und - Einstrahlen eines Laserstrahls (24) zwischen den dritten und vierten Teilbereich (T3, T4) derart, dass der Laserstrahl (24) vorteilsmäßig schräg zu dem ersten und zweiten Teilbereich (t1, T2) verläuft, wodurch zum elektrischen Verbinden der Batteriezellen die Kontaktelemente (10, 12) mittels des Laserstrahls (24) miteinander verschweißt und dadurch elektrisch miteinander verbunden werden.Method for producing electrical connections of at least two battery cells for a battery of a motor vehicle, comprising the steps of: Arranging two contact elements (10, 12) formed of a respective metallic material in mutual overlap such that a first subregion (T1) of a first surface (14) of a first of the contact elements (10, 12) adjoins a second subregion (T2) a second surface (16) of the second contact element (12) bears against and at least one third partial region (T3) of the first surface (14) adjoining the first partial region (T1) and running obliquely to the first and second partial regions (T1, T2). a fourth partial area (T4) adjoining the second partial area (T2) overlaps the second surface (16) and is spaced from the fourth partial area (T4); and - Injection of a laser beam (24) between the third and fourth partial area (T3, T4) such that the laser beam (24) advantageously obliquely to the first and second partial area (t1, T2), whereby for electrically connecting the battery cells, the contact elements ( 10, 12) by means of the laser beam (24) welded together and thereby electrically connected to each other. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Teilbereich (T3) durch mechanisches Bearbeiten, insbesondere durch Anfasen, derart hergestellt wird, dass der dritte Teilbereich (T3) schräg zu dem ersten Teilbereich (T1) verläuft.Method according to Claim 1 , characterized in that the third subregion (T3) is produced by mechanical processing, in particular by chamfering, such that the third subregion (T3) extends obliquely to the first subregion (T1). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Teilbereich (T3) durch Umformen, insbesondere durch Abkanten, derart hergestellt wird, dass der dritte Teilbereich (T3) schräg zu dem ersten Teilbereich (T1) verläuft.Method according to Claim 1 , characterized in that the third subregion (T3) is produced by forming, in particular by bending, in such a way that the third subregion (T3) runs obliquely to the first subregion (T1). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente (10, 12) aus voneinander artfremden oder artgleichen Werkstoffen gebildet sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the contact elements (10, 12) are formed from mutually alien or similar materials. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Kontaktelemente (10, 12) aus Aluminium und das andere Kontaktelemente (12, 10) aus Kupfer gebildet ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that one of the contact elements (10, 12) made of aluminum and the other contact elements (12, 10) is formed of copper.
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Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4647707B2 (en) 2008-08-08 2011-03-09 パナソニック株式会社 Manufacturing method of sealed secondary battery
DE102008059963B4 (en) 2008-12-02 2014-11-27 Daimler Ag Single cell for a battery and method for its production
WO2011016200A1 (en) 2009-08-05 2011-02-10 パナソニック株式会社 Hermetically sealed battery and method for manufacturing the same
KR101038680B1 (en) * 2010-03-12 2011-06-02 아이피지 포토닉스 코리아(주) Secondary battery and module using the same
DE102010013351A1 (en) * 2010-03-30 2011-12-15 Li-Tec Battery Gmbh Contact element for arresters of galvanic cells
US8673479B2 (en) 2010-03-30 2014-03-18 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery and a secondary battery module
KR101731329B1 (en) * 2010-07-27 2017-04-28 에스케이이노베이션 주식회사 Battery module and tab welding method
KR101924193B1 (en) * 2012-06-20 2018-12-03 에스케이이노베이션 주식회사 Method of welding battery module and welding construction of battery module
KR102140212B1 (en) * 2014-02-07 2020-07-31 삼성에스디아이 주식회사 Battery module and method of manufacturing the same
CN106133948B (en) 2014-03-31 2019-06-28 株式会社Lg 化学 Battery module and battery pack including the battery module

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