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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs sowie eine entsprechende Herstellungseinrichtung.
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Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
DE 10 2017 128 529 A1 bekannt. Diese beschreibt eine Kraftfahrzeugbatterie, nämlich eine Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs, mit einem Batteriegehäuse, das einen von einem Gehäuserahmen und einem Gehäuseboden abschnittsweise begrenzten Gehäuseinnenraum aufweist, mit mehreren in dem Gehäuseinnenraum angeordneten Batteriemodulen und mit mindestens einem im Bereich des Gehäusebodens ausgebildeten ersten Kühlkanal zum Kühlen der Batteriemodule von einer ersten Seite. Der Gehäuseinnenraum ist gegenüberliegend zum Gehäuseboden von einer Gehäusedecke oder von einem Gehäusedeckel begrenzt, wobei im Bereich der Gehäusedecke oder des Gehäusedeckels mindestens ein zweiter Kühlkanal zum Kühlen der Batteriemodule von einer zweiten Seite ausgebildet ist.
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Weiterhin offenbart die Druckschrift
DE 103 20 186 A1 eine Wärmeleitpaste zur thermischen Kopplung eines Leistungshalbleiterbauelements mit einem Kühlkörper. Hierbei besteht die Wärmeleitpaste aus einem Basisstoff und mindestens einem Füllstoff. Die einzelnen Bestandteile weisen folgende Eigenschaften auf: eine dynamische Viskosität des Basisstoffs zwischen 25 und 500 mPa·s, mindestens ein Füllstoff besteht aus Metallpartikeln, der oder die Füllstoffe weisen eine Partikelgröße kleiner als 20 µm auf, die Wärmeleitpaste weist einen Füllgrad des oder der Füllstoffe zwischen 20 und 70% auf. Dadurch ergibt sich eine Wärmeleitpaste mit einem spezifischen Widerstand von weniger als 100 Ωm und einem Wärmewiderstand von 3,4 W/(K-m).
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere eine gute Wärmeleitung zwischen wenigstens einer Batteriezelle der Traktionsbatterie und einem Batteriegehäuse sicherstellt.
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Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Herstellen einer Traktionsbatterie mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass ein Batteriegehäuse der Traktionsbatterie mit einem wenigstens eine erste Komponente und eine zweite Komponente aufweisenden Wärmeleitmittel befüllt wird, wobei das Wärmeleitmittel aus einem Vorratsgebinde durch eine Fluidleitung in Richtung einer zum Befüllen des Batteriegehäuses verwendeten Befülleinrichtung gefördert wird und wobei stromaufwärts der Befülleinrichtung mittels eines Sensors eine Homogenität des Wärmeleitmittels ermittelt wird und bei einer Abweichung der Homogenität von einem Sollwert das Wärmeleitmittel einer Homogenisierungseinrichtung zugeführt, in dieser homogenisiert und nachfolgend der Befülleinrichtung zugeführt wird.
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Das Verfahren dient dem Herstellen der Traktionsbatterie des Kraftfahrzeugs, insbesondere unter Verwendung der entsprechenden Herstellungseinrichtung. Die Traktionsbatterie ist zum Bereitstellen von elektrischer Energie für das Kraftfahrzeug vorgesehen und ausgebildet. Die Traktionsbatterie kann Bestandteil des Kraftfahrzeugs sein, jedoch auch separat von diesem vorliegen. Von Bedeutung ist lediglich, dass sie als Traktionsbatterie für das Kraftfahrzeug dient beziehungsweise dienen kann. Im Rahmen des Kraftfahrzeugs dient die Traktionsbatterie zum Betreiben einer Antriebseinrichtung beziehungsweise eines Antriebsaggregats des Kraftfahrzeugs, welches wiederum dem Bereitstellen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Antriebsdrehmoments dient. Nach einer Montage der Traktionsbatterie an beziehungsweise in dem Kraftfahrzeug ist die Traktionsbatterie insoweit elektrisch an die Antriebseinrichtung angeschlossen.
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Die Traktionsbatterie verfügt über das Batteriegehäuse, welches zur Aufnahme wenigstens eines Zellmoduls der Traktionsbatterie dient. Das Zellmodul weist wenigstens eine Batteriezelle, vorzugsweise jedoch mehrere elektrisch miteinander verschaltete Batteriezellen, auf. Besonders bevorzugt sind in dem Batteriegehäuse nach dem Herstellen der Traktionsbatterie mehrere derartiger Zellmodule angeordnet.
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Während eines Betriebs der Traktionsbatterie, beispielsweise bei einem raschen Laden oder Entladen, fällt in den Zellmodulen Wärme an, welche zur Sicherstellung einer hohen Leistungsfähigkeit der Traktionsbatterie abgeführt werden muss. Hierzu verfügt das Batteriegehäuse bevorzugt über eine Kühleinrichtung, welche entweder passiv oder - bevorzugt - aktiv arbeitet. Im ersteren Fall kann an dem Batteriegehäuse beispielsweise ein Kühlkörper angeordnet oder das Batteriegehäuse zumindest bereichsweise selbst als Kühlkörper ausgestaltet sein. Im zweiten Fall liegt an oder in dem Batteriegehäuse beispielsweise eine Kühlmittelleitung vor, welche während eines Betriebs der Traktionsbatterie zumindest zeitweise von Kühlmittel durchströmt wird.
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In jedem Fall ist jedoch sicherzustellen, dass die Wärme von dem Zellmodul beziehungsweise den Zellmodulen an das Batteriegehäuse zuverlässig abgegeben wird. Hierzu wird das Batteriegehäuse während des Herstellens der Traktionsbatterie zumindest bereichsweise mit dem Wärmeleitmittel befüllt. Das Wärmeleitmittel wird hierbei derart angeordnet, dass nach einer Anordnung des Zellmoduls in dem Batteriegehäuse das Wärmeleitmittel einerseits an dem Zellmodul und andererseits an dem Batteriegehäuse anliegt.
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Als Wärmeleitmittel wird ein mehrkomponentiges Wärmeleitmittel verwendet, welches insoweit aus wenigstens der ersten Komponente und der zweiten Komponente besteht. Die erste Komponente ist hierbei beispielsweise ein Trägermaterial und die zweite Komponente ein Füllstoff, wobei die Wärmeleitfähigkeit des Wärmeleitmittels in erster Linie mittels des Füllstoffs erzielt wird. Hierzu verfügt bevorzugt der Füllstoff eine höhere Wärmeleitfähigkeit als das Trägermaterial. Das Wärmeleitmittel liegt insgesamt in Form einer Flüssigkeit oder einer Paste vor. Unter letzterem ist ein Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch zu verstehen, wobei beispielsweise die erste Komponente als Flüssigkeit und die zweite Komponente als Feststoff vorliegt. Beispielsweise enthält die zweite Komponente Metallpartikel oder besteht aus diesen. Besonders bevorzugt beträgt der Anteil der zweiten Komponente an dem Wärmeleitmittel mindestens 50 %, mindestens 60 %, mindestens 70 % oder mindestens 80 %. Hierdurch wird eine besonders gute Wärmeleitung mithilfe des Wärmeleitmittels erzielt.
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Das Wärmeleitmittel wird verarbeitet, indem es durch die Fluidleitung in Richtung der Befülleinrichtung gefördert wird. Die Befülleinrichtung ist dazu vorgesehen und ausgebildet, das Wärmeleitmittel in das Batteriegehäuse einzubringen. Insoweit tritt also das Wärmeleitmittel bei dem Befüllen des Batteriegehäuses durch die Befülleinrichtung aus der Fluidleitung aus. Bereitgestellt wird das Wärmeleitmittel in dem Vorratsgebinde. Das Vorratsgebinde ist insbesondere wechselbar an die Fluidleitung strömungstechnisch angeschlossen. Beispielsweise enthält das Vorratsgebinde eine Menge an Wärmeleitmittel, welche für das Herstellen mehrerer Traktionsbatterien hinreichend ist. Bevorzugt liegt das Vorratsgebinde in Form eines Fasses vor. In diesem Fall wird die Fluidleitung beispielsweise durch ein Spundloch des Fasses in dieses zum Entnehmen des Wärmeleitmittels eingebracht.
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In dem Vorratsgebinde liegen sowohl die erste Komponente als auch die zweite Komponente in zumindest teilweise vermischtem Zustand vor. Idealerweise werden die Komponenten in vollständig und homogen vermischtem Zustand in das Vorratsgebinde eingefüllt. Nachfolgend wird das Vorratsgebinde an die Fluidleitung angeschlossen und das Wärmeleitmittel durch diese aus ihm entnommen und in Richtung der Befülleinrichtung gefördert. Aufgrund von Lagerungs- und/oder Transportzeiten kann es in dem Vorratsgebinde jedoch zu einer Entmischung der Komponenten des Wärmeleitmittels kommen, sodass das Wärmeleitmittel nicht mehr in vollständig homogener Form in dem Vorratsgebinde vorliegt. Beispielsweise findet eine Separierung der ersten Komponente und der zweiten Komponente derart statt, dass der üblicherweise schwerere Füllstoff sich nach unten und das üblicherweise leichtere Trägermaterial nach oben absetzt.
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Dies führt dazu, dass die Dichte und/oder die Viskosität und/oder die Wärmeleitfähigkeit des Wärmeleitmittels innerhalb des Vorratsgebindes unterschiedlich sein können. Wird das Wärmeleitmittel in diesem Zustand in das Batteriegehäuse eingebracht, so hat dies zur Folge, dass die Wärmeleitfähigkeit zwischen dem Zellmodul oder den Zellmodulen und dem Batteriegehäuse lokal verschieden ist. Hieraus können sich unterschiedliche Temperaturbelastungen ergeben, was zu einer reduzierten Lebensdauer der Traktionsbatterie führen kann.
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Aus diesem Grund sollen derartige Schwankungen in der Homogenität des Wärmeleitmittels verhindert oder zumindest verringert werden. Hierzu ist strömungstechnisch zwischen dem Vorratsgebinde und der Befülleinrichtung ein Sensor angeordnet, mittels welchem an dieser Stelle die Homogenität des Wärmeleitmittels ermittelt wird. In anderen Worten dient der Sensor dazu, die Homogenität des Wärmeleitmittels strömungstechnisch zwischen dem Vorratsgebinde und der Befülleinrichtung zu ermitteln. Weicht die ermittelte Homogenität von dem Sollwert ab, so wird das Wärmeleitmittel zunächst nicht der Befülleinrichtung, sondern der Homogenisierungseinrichtung zugeführt. In dieser erfolgt ein Homogenisieren des Wärmeleitmittels, sodass eine gleichmäßige Wärmeleitfähigkeit sichergestellt ist. Nach dem Homogenisieren wird das homogenisierte Wärmeleitmittel der Befülleinrichtung zugeführt und das Batteriegehäuse mit ihm befüllt.
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Der Sensor dient also insbesondere einem Feststellen eines rheologischen Zustands des Wärmeleitmittels. Der Sensor ist bevorzugt derart angeordnet, dass er in unmittelbarem Kontakt mit dem Wärmeleitmittel steht, insbesondere von dem Wärmeleitmittel angeströmt und/oder überströmt wird. Es kann vorgesehen sein, dass das Wärmeleitmittel lediglich dann der Homogenisierungseinrichtung zum Homogenisieren zugeführt wird, falls die gemessene Homogenität von dem Sollwert nach unten abweicht, also kleiner ist als dieser. Der Sollwert liegt entsprechend in Form eines Homogenitätsschwellenwerts vor, bei dessen Unterschreiten durch gemessene Homogenität das Homogenisieren des Wärmeleitmittels durchgeführt wird.
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Mit der beschriebenen Vorgehensweise wird sichergestellt, dass das in das Batteriegehäuse eingebrachte Wärmeleitmittel stets eine hinreichend hohe Homogenität aufweist, um eine gleichmäßige Wärmeleitfähigkeit des Wärmeleitmittels und entsprechend eine gleichmäßige Temperaturverteilung innerhalb des Batteriegehäuses zu gewährleisten. Hieraus resultieren eine durchgehend gute Kühlung der Zellmodule und entsprechend eine lange Lebensdauer der Traktionsbatterie.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als Sensor ein Dichtesensor verwendet wird, insbesondere ein kapazitiver Sensor oder ein Ultraschallsensor. Die Verwendung des Dichtesensors ermöglicht insbesondere dann ein besonders einfaches und zuverlässiges Ermitteln der Homogenität, wenn die erste Komponente und die zweite Komponente voneinander verschiedene Dichten aufweisen. Besonders bevorzugt weicht die Dichte der zweiten Komponente deutlich von der Dichte der ersten Komponente ab, beispielsweise ist die Dichte der zweiten Komponente um einen Faktor von mindestens 1,5, mindestens 2,0 oder mindestens 2,5 größer als die Dichte der ersten Komponente.
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Mithilfe des Dichtesensors wird die Dichte des Wärmeleitmittels gemessen. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass aus dieser Dichte die Homogenität ermittelt und diese nachfolgend mit dem Sollwert verglichen wird. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Dichte unmittelbar mit dem Sollwert verglichen wird, wobei der Sollwert der Dichte des vollständig homogenisierten Wärmeleitmittels entspricht. Der Dichtesensor kann beispielsweise in Form des kapazitiven Sensors oder des Ultraschallsensors vorliegen. In jedem Fall wird durch die Verwendung des Dichtesensors eine einfache und zuverlässige Ermittlung der Dichte und entsprechende Homogenität erzielt.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als Homogenisierungseinrichtung eine in einer strömungstechnisch parallel zu der Fluidleitung verlaufenden Bypassleitung angeordnete und/oder über die Bypassleitung an die Fluidleitung strömungstechnisch angeschlossene Homogenisierungseinrichtung verwendet wird. Wie bereits erläutert, dient die Homogenisierungseinrichtung dem Homogenisieren des Wärmeleitmittels. Das Wärmeleitmittel wird aus der Fluidleitung der Homogenisierungseinrichtung zum Homogenisieren zumindest zeitweise zugeführt, nämlich über die Bypassleitung. Entsprechend ist die Homogenisierungseinrichtung über die Bypassleitung an die Fluidleitung strömungstechnisch angeschlossen.
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Beispielsweise ist es vorgesehen, dass die Bypassleitung an genau einer Stelle von der Fluidleitung abzweigt und zu der Homogenisierungseinrichtung führt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Bypassleitung strömungstechnisch parallel zu der Fluidleitung verläuft und entsprechend an einer ersten Zweigstelle von der Fluidleitung abzweigt und strömungstechnisch hinter der ersten Zweigstelle an einer zweiten Zweigstelle wieder in die Fluidleitung einmündet. Hierbei verläuft die Bypassleitung über die Homogenisierungseinrichtung.
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In ersterem Fall ist es beispielsweise vorgesehen, das Wärmeleitmittel der Fluidleitung an der ersten Zweigstelle zu entnehmen und der Homogenisierungseinrichtung zuzuführen. Anschließend wird das Wärmeleitmittel in der Homogenisierungseinrichtung homogenisiert und nachfolgend wieder über die Bypassleitung der Fluidleitung zugeführt, nämlich an der ersten Zweigstelle. Liegt sowohl die erste Zweigstelle als auch die zweite Zweigstelle vor, so kann beispielsweise ein kontinuierliches Homogenisieren mittels der Homogenisierungseinrichtung erfolgen. Hierzu wird das Wärmeleitmittel der Fluidleitung an der ersten Zweigstelle entnommen und über die Bypassleitung der Homogenisierungseinrichtung zum Homogenisieren zugeführt. Nach dem Homogenisieren des Wärmeleitmittels mithilfe der Homogenisierungseinrichtung wird das Wärmeleitmittel durch die Bypassleitung der Fluidleitung wieder zugeführt, nämlich an der zweiten Zweigstelle. Hierdurch wird ein kontinuierliches Betreiben der Herstellungseinrichtung sichergestellt.
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Alternativ kann es selbstverständlich auch vorgesehen sein, dass die zweite Zweigstelle strömungstechnisch vor der ersten Zweigstelle liegt, insbesondere stromaufwärts des Sensors. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht ein besonders zuverlässiges Betreiben der Herstellungseinrichtung, weil das homogenisierte Wärmeleitmittel erneut mittels des Sensors auf Abweichungen in der Homogenität überprüft wird. Selbstverständlich kann es ebenso vorgesehen sein, dass das Wärmeleitmittel über die Bypassleitung nicht erneut der Fluidleitung, sondern vielmehr dem Vorratsgebinde zugeführt wird. Auch in diesem Fall erfolgt ein erneutes Überprüfen der Homogenität des Wärmeleitmittels mithilfe des Sensors. In jedem Fall ermöglicht die beschriebene Vorgehensweise bei gleichzeitig einfacher Konstruktion ein zuverlässiges Homogenisieren des Wärmeleitmittels, sollte dies notwendig sein.
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Die Homogenisierungseinrichtung dient in keinem Fall dem Bewirken einer chemischen Reaktion zwischen den Komponenten des Wärmeleitmittels, sondern allein dem Homogenisieren. Die Komponenten liegen nach dem Homogenisieren in derselben chemischen Form vor wie vor dem Homogenisieren, also in chemisch unveränderter Form. Insbesondere liegen die Komponenten sowohl vor als auch nach dem Homogenisieren chemisch getrennt voneinander vor.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Homogenisierungseinrichtung das Wärmeleitmittel mittels eines Statikmischers, eines Rührwerks und/oder oder eines Mischbehälters homogenisiert. Die Homogenisierungseinrichtung verfügt insoweit über den Statikmischer, das Rührwerk oder den Mischbehälter. Der Statikmischer zeichnet sich dadurch aus, dass die Homogenisierung des Wärmeleitmittels aufgrund der Strömungsbewegung des Wärmeleitmittels selbst erfolgt. Der Statikmischer verfügt also über keine bewegten Elemente. Der Statikmischer ist beispielsweise in die Bypassleitung integriert und findet insbesondere Anwendung, falls die Bypassleitung sowohl über die erste Zweigstelle als auch über die Zweigstelle an die Fluidleitung strömungstechnisch angeschlossen ist. Unter dem Rührwerk ist eine Einrichtung zum Rühren des Wärmeleitmittels zu verstehen. Das Rühren erfolgt dabei derart, dass ein Vermischen der Komponenten des Wärmeleitmittels erfolgt.
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Alternativ oder zusätzlich zu dem Statikmischer und/oder dem Rührwerk kann die Homogenisierungseinrichtung den Mischbehälter aufweisen. Der Mischbehälter dient der Aufnahme einer bestimmten Menge des Wärmeleitmittels, welches nachfolgend in dem Mischbehälter homogenisiert wird, beispielsweise mithilfe eines Mischers. Der Mischbehälter kann sowohl Verwendung finden, falls die Bypassleitung lediglich über eine einzige Zweigstelle an die Fluidleitung angeschlossen ist als auch bei einem Anschließen der Bypassleitung an die Fluidleitung über mehrere Zweigstellen. In jedem Fall ermöglicht die beschriebene Vorgehensweise ein zuverlässiges Homogenisieren des Wärmeleitmittels.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in den Mischbehälter zunächst eine bestimmte Menge des Wärmeleitmittels eingebracht, anschließend das Homogenisieren vorgenommen und nachfolgend das Wärmeleitmittel aus dem Mischbehälter entnommen und der Befülleinrichtung zugeführt wird. Der Mischbehälter ist also insbesondere nicht für ein kontinuierliches Homogenisieren vorgesehen. Vielmehr wird ihm zunächst die bestimmte Menge des Wärmeleitmittels zugeführt.
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Erst anschließend wird das nun in dem Mischbehälter vorliegende Wärmeleitmittel homogenisiert. Anschließend wird das homogenisierte Wärmeleitmittel aus dem Mischbehälter entnommen und der Befülleinrichtung zugeführt, beispielsweise über die Bypassleitung und/oder der Fluidleitung. Es kann jedoch auch ein direktes Zuführen des Wärmeleitmittels aus dem Mischbehälter zu der Befülleinrichtung vorgesehen sein, insbesondere unter Umgehung der Fluidleitung und/oder der Bypassleitung.
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Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Menge des in den Mischbehälter eingebrachten Wärmeleitmittels mindestens 25 %, mindestens 50 % oder mindestens 75 % der in dem Vorratsgebinde vorliegenden Menge des Wärmeleitmittels entspricht. Es kann auch vorgesehen sein, dass dem Mischbehälter vor dem Homogenisieren das Gesamte in dem Vorratsgebinde vorliegende Wärmeleitmittel zugeführt wird. Hierdurch wird eine besonders hohe Homogenität des Wärmeleitmittels erzielt.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Fluidleitung einerseits an das Vorratsgebinde und andererseits an die Befülleinrichtung angeschlossen wird, wobei der Sensor von dem Vorratsgebinde strömungstechnisch gesehen einen Abstand aufweist, der bezogen auf einen strömungstechnischen Abstand zwischen dem Vorratsgebinde und der Befülleinrichtung höchstens 0,25, höchstens 0,2, höchstens 0,15 oder höchstens 0,1 beträgt. In anderen Worten ist der Sensor möglichst nah an dem Vorratsgebinde und möglichst weit von der Befülleinrichtung entfernt angeordnet, um auf dem restlichen Strömungsweg von dem Sensor zu der Befülleinrichtung ein hinreichendes Homogenisieren des Wärmeleitmittels zu erzielen. Mithilfe des genannten Abstands wird sichergestellt, dass das Wärmeleitmittel hinreichend homogenisiert ist, bevor es der Befülleinrichtung zugeführt wird.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass bei dem Abweichen der Homogenität von dem Sollwert ein Schaltventil zum Zuführen des Wärmeleitmittels zu der Homogenisierungseinrichtung betätigt wird. Das Schaltventil ist beispielsweise strömungstechnisch an die Fluidleitung angeschlossen beziehungsweise liegt in der Fluidleitung vor. Bevorzugt liegt das Schaltventil in Form eines 3/2-Wegeventils vor, das in der Fluidleitung angeordnet und zusätzlich an die Bypassleitung angeschlossen ist. In einer ersten Schaltstellung des Schaltventils ist die Bypassleitung strömungstechnisch von der Fluidleitung separiert, wohingegen in einer zweiten Schaltstellung des Schaltventils eine Strömungsverbindung zwischen der Fluidleitung und der Bypassleitung vorliegt. Die Verwendung des Schaltventils ermöglicht es insbesondere, das Homogenisieren lediglich zeitweise vorzunehmen, nämlich nur dann, falls mittels des Sensors die von dem Sollwert abweichende Homogenität des Wärmeleitmittels gemessen wurde. Hierdurch wird der für den Betrieb der Herstellungseinrichtung benötigte Energiebedarf reduziert.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Wärmeleitmittel zumindest zeitweise mittels einer Fördereinrichtung in Richtung der Befülleinrichtung gefördert wird, wobei der Sensor stromabwärts der Fördereinrichtung die Homogenität des Wärmeleitmittels ermittelt. Die Fördereinrichtung dient dem Fördern des Wärmeleitmittels aus dem Vorratsgebinde durch die Fluidleitung in Richtung der Befülleinrichtung. Der Sensor zum Messen der Homogenität des Wärmeleitmittels ist nun stromabwärts der Fördereinrichtung angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass eine gewisse Homogenisierung des Wärmeleitmittels bereits in der Fördereinrichtung erfolgt ist, bevor es den Sensor erreicht.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als Wärmeleitmittel ein Gemisch aus einem Trägermaterial und einem Füllstoff verwendet wird, wobei das Trägermaterial eine geringere Viskosität und/oder Dichte aufweist als der Füllstoff. Vorstehend wurde bereits darauf hingewiesen, dass das Trägermaterial und der Füllstoff zusammen eine Paste bilden, wobei das Trägermaterial beispielsweise aus Kunststoff und/oder der Füllstoff aus Metall ist. Zusätzlich oder alternativ kann es vorgesehen sein, dass die Dichte des Trägermaterials geringer ist als die Dichte des Füllstoffs. Dies ermöglicht eine besonders gute Wärmeleitfähigkeit des Wärmeleitmittels.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Herstellungseinrichtung zum Herstellen einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung. Dabei ist vorgesehen, dass die Herstellungseinrichtung dazu vorgesehen und ausgebildet ist, ein Batteriegehäuse der Traktionsbatterie mit einem wenigstens eine erste Komponente und eine zweite Komponente aufweisenden Wärmeleitmittel zu befüllen, wobei das Wärmeleitmittel aus einem Vorratsgebinde durch eine Fluidleitung in Richtung einer zum Befüllen des Batteriegehäuse verwendeten Befülleinrichtung gefördert wird, und wobei stromaufwärts der Befülleinrichtung mittels eines Sensors eine Homogenität des Wärmeleitmittels ermittelt wird und bei einer Abweichung der Homogenität von einem Sollwert das Wärmeleitmittel einer Homogenisierungseinrichtung zugeführt, in dieser homogenisiert und nachfolgend der Befülleinrichtung zugeführt wird.
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Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung der Herstellungseinrichtung beziehungsweise einer derartigen Vorgehensweise wurde bereits eingegangen. Sowohl die Herstellungseinrichtung als auch das Verfahren zu deren Betreiben können gemäß der Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzige
- Figur eine schematische Darstellung einer Herstellungseinrichtung zum Herstellen einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs.
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Die Figur zeigt eine schematische Darstellung einer Herstellungseinrichtung 1, die zum Herstellen einer hier lediglich angedeuteten Traktionsbatterie 2 für ein Kraftfahrzeug dient. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Herstellungseinrichtung 1 zum gleichzeitigen herstellen mehrerer Traktionsbatterien 2 vorgesehen und ausgebildet. Jeder der Traktionsbatterien 2 verfügt über ein Batteriegehäuse 3, in welches mittels einer jeweiligen Befülleinrichtung 4 ein Wärmeleitmittel einfüllbar ist. Die Befülleinrichtung 4 ist über eine Fluidleitung 5 an ein Vorratsgebinde 6 strömungstechnisch angeschlossen. In dem Vorratsgebinde 6 wird das Wärmeleitmittel bereitgestellt. Im Folgenden wird stets auf lediglich eine der Traktionsbatterien 2, eines der Batteriegehäuse 3 und eine der Befülleinrichtungen 4 eingegangen. Die entsprechenden Ausführungen sind jedoch stets auf alle der genannten Elemente übertragbar.
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Mithilfe einer Fördereinrichtung 7, welche insbesondere als Pumpe ausgestaltet ist, wird das Wärmeleitmittel aus dem Vorratsgebinde 6 entnommen und zumindest zeitweise in Richtung der Befülleinrichtung 4 gefördert. Stromabwärts der Fördereinrichtung 7 ist in der Fluidleitung 5 ein Sensor 8 angeordnet, mittels welchem eine Homogenität des Wärmeleitmittels ermittelt wird. Weicht die ermittelte Homogenität von einem Sollwert ab, so wird das Wärmeleitmittel einer Homogenisierungseinrichtung 9 zugeführt, vorzugsweise über eine Bypassleitung 10. Die Bypassleitung 10 zweigt an einer ersten Zweigstelle 11 von der Fluidleitung 5 ab und an einer zweiten Zweigstelle 12 wieder in sie ein. Die zweite Zweigstelle 12 ist hierbei in der Fluidleitung 5 stromabwärts der ersten Zweigstelle 11 angeordnet.
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In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel liegt an der ersten Zweigstelle 11 ein Schaltventil 13 vor, mittels welchem die Bypassleitung 10 mit der Fluidleitung 5 verbindbar ist. Beispielsweise ist das Schaltventil 13 derart ausgestaltet, dass es in einer ersten Schaltstellung eine Strömungsverbindung durch die Fluidleitung 5 freigibt und die Bypassleitung 10 von der Fluidleitung 5 strömungstechnisch separiert. In einer zweiten Schaltstellung hingegen ist die Strömungsverbindung durch die Fluidleitung 5 unterbrochen und die Bypassleitung 10 strömungstechnisch mit der Fluidleitung 5 verbunden. In der ersten Schaltstellung strömt insoweit das Wärmeleitmittel durchgehend durch die Fluidleitung 5 in Richtung der Befülleinrichtung, wohingegen in der zweiten Schaltstellung das Wärmeleitmittel lediglich einen Teil der Fluidleitung 5 durchströmt und ansonsten die parallel zu der Fluidleitung 5 verlaufende Bypassleitung 10 durchläuft.
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Durchströmt das Wärmeleitmittel die Homogenisierungseinrichtung 9, also insbesondere bei Vorliegen der zweiten Schaltstellung des Schaltventils 13, so wird es homogenisiert und nachfolgend wieder der Fluidleitung 5 und entsprechend der Befülleinrichtung 4 zugeführt. Hierdurch wird eine besonders gute Durchmischung des Wärmeleitmittels erzielt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Herstellungseinrichtung
- 2
- Traktionsbatterie
- 3
- Batteriegehäuse
- 4
- Befülleinrichtung
- 5
- Fluidleitung
- 6
- Vorratsgebinde
- 7
- Fördereinrichtung
- 8
- Sensor
- 9
- Homogenisierungseinrichtung
- 10
- Bypassleitung
- 11
- 1. Zweigstelle
- 12
- 2. Zweigstelle
- 13
- Schaltventil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017128529 A1 [0002]
- DE 10320186 A1 [0003]
