DE102020006918A1 - Method for manufacturing a battery module - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Batteriemoduls (2) mit mehreren Batterieeinzelzellen (8) und einem Rahmen (1) aus über Elemente (5) aus einem faserverstärktem aushärtbarem Kunststoff verbundene Endplatten (3, 4). Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Endplatten (3, 4) über den faserverstärkten Kunststoff verbunden und dieser zu Streben (5) ausgehärtet wird, wonach die Batterieeinzelzellen (8) seitlich in den so ausgehärteten Rahmen (1) geschoben werden.The invention relates to a method for producing a battery module (2) with a plurality of individual battery cells (8) and a frame (1) made of end plates (3, 4) connected via elements (5) made of a fiber-reinforced, hardenable plastic. The invention is characterized in that the end plates (3, 4) are connected via the fiber-reinforced plastic and this is hardened into struts (5), after which the individual battery cells (8) are pushed laterally into the frame (1) hardened in this way.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Batteriemoduls mit mehreren Batterieeinzelzellen nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to a method for producing a battery module with a plurality of individual battery cells according to the type defined in more detail in the preamble of
Batteriemodule aus mehreren Batterieeinzelzellen, wie beispielsweise sogenannten Pouch-Zellen mit einer Folienhülle, sind soweit aus dem Stand der Technik bekannt. Die
Problematisch ist dabei immer, dass die Batterieeinzelzellen des Batteriemoduls während des Aushärtens bereits mit dem Band umwickelt sind, was einen erheblichen Nachteil hinsichtlich der thermischen Belastung der Batterieeinzelzellen darstellt. Zum weiteren Stand der Technik kann außerdem auf den Einsatz eines faserverstärkten Klebebandes in der
Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Batteriemoduls gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, bei welchem insbesondere die thermische Belastung der Batterieeinzelzellen während des Herstellungsverfahrens minimiert wird.The object of the present invention now consists in specifying an improved method for producing a battery module according to the preamble of
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen im Anspruch 1, und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen.According to the invention, this object is achieved by a method having the features in
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es so, dass dieses einen Rahmen aus einem aushärtbaren, faserverstärkten Kunststoff und über diesen verbundenen Endplatten einsetzt, um die Batterieeinzelzellen des Batteriemoduls zu halten. Erfindungsgemäß werden dabei die Endplatten über den faserverstärkten Kunststoff verbunden, wonach dieser ausgehärtet wird. Erst nach dem Aushärten des faserverstärkten Kunststoffs werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Batterieeinzelzellen seitlich, also quer zur Verbindungsachse zwischen den beiden Endplatten in den ausgehärteten Rahmen geschoben. Die Erfinder verzichten also bewusst auf ein Aushärten des faserverstärkten Kunststoffs nach dem Positionieren der Batterieeinzelzellen des Batteriemoduls. Dies hat zur Folge, dass die Batterieeinzelzellen thermisch weniger bzw. gar nicht belastet werden, und dass damit die Funktionalität und Lebensdauer der Batterieeinzelzellen erhöht wird. Durch den Verzicht auf die thermische Belastung sind die Gefahren einer eventuellen Fehlfunktion oder Schädigung, welche bei den Aufbauten gemäß dem Stand der Technik zu einem Ausfall des gesamten Moduls führen würden, erheblich reduziert. Bei dem erfindungsgemäßen Modul werden die Batterieeinzelzellen entsprechend verspannt und in den Rahmen geschoben, sodass diese bei Bedarf auch wieder entfernt und ausgetauscht werden können, ohne den Rahmen aus den Druckplatten und dem faserverstärkten Kunststoff zerstören zu müssen, wie es für den Austausch eines Einzelbatteriemoduls bei dem Aufbau gemäß dem Stand der Technik notwendig wäre.In the case of the method according to the invention, it is such that this uses a frame made of a hardenable, fiber-reinforced plastic and end plates connected via this, in order to hold the individual battery cells of the battery module. According to the invention, the end plates are connected via the fiber-reinforced plastic, after which it is cured. Only after the fiber-reinforced plastic has hardened are the individual battery cells pushed into the hardened frame laterally, that is to say transversely to the connecting axis between the two end plates, in the method according to the invention. The inventors therefore deliberately refrain from curing the fiber-reinforced plastic after the individual battery cells of the battery module have been positioned. This has the consequence that the individual battery cells are thermally less or not at all, and that the functionality and service life of the individual battery cells is increased. By dispensing with the thermal load, the risks of a possible malfunction or damage, which would lead to failure of the entire module in the case of the structures according to the prior art, are considerably reduced. In the module according to the invention, the individual battery cells are appropriately clamped and pushed into the frame so that they can be removed and replaced again if necessary without having to destroy the frame made of the pressure plates and the fiber-reinforced plastic, as is the case for the replacement of a single battery module State-of-the-art construction would be necessary.
Insbesondere ist es so, dass gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, der faserverstärkte Kunststoff an zwei gegenüberliegenden Längsseiten des Rahmens positioniert wird. Dies stellt sicher, dass von zwei Längsseiten quer zur Verbindungslinie der Endplatten gesehen, der Rahmen zugänglich bleibt. Hierdurch können die Batteriemodule prinzipiell von jeder -der beiden Seiten eingeschoben werden, sodass beispielsweise ein symmetrischer Aufbau möglich ist, wodurch bei der Montage im Handling nicht auf eine korrekte Ausrichtung des Rahmens geachtet werden muss. Darüber hinaus können Batterieeinzelzellen von der Seite ein- und auf der anderen Seite herausgeschoben werden, was bezüglich des oben bereits angesprochenen potentiellen Austauschs von Batterieeinzelzellen einen erheblichen Vorteil darstellt.In particular, according to a very advantageous development of the method according to the invention, the fiber-reinforced plastic is positioned on two opposite longitudinal sides of the frame. This ensures that the frame remains accessible when viewed from two long sides across the connecting line of the end plates. As a result, the battery modules can in principle be inserted from either side, so that, for example, a symmetrical structure is possible, which means that correct alignment of the frame does not have to be taken into account during assembly during handling. In addition, individual battery cells can be pushed in from the side and pushed out on the other side, which is a considerable advantage with regard to the potential replacement of individual battery cells already mentioned above.
Gemäß einer weiteren sehr günstigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden dabei Multifaserstreben eingesetzt, welche je nach Belastungsart entlang einer Verbindungsachse zwischen den beiden Endplatten des Rahmens oder auch in einem entsprechenden Winkel hierzu verlaufen können. Dabei kann gemäß einer günstigen Ausgestaltung als Material für die Endplatten Aluminium oder eine Aluminiumlegierung eingesetzt werden. Zusammen mit einem faserverstärkten Kunststoff, insbesondere aber nicht zwingend einem kohlefaserverstärkten Kunststoff, entsteht somit ein sehr stabiler und leichter Rahmen. Durch die bereits mehrfach angesprochene seitliche Zugänglichkeit können Batterieeinzelzellen ein- und bei Bedarf auch wieder herausgeschoben werden. Außerdem ist durch den an wenigstens einer seiner Längsseiten zum Einsetzen der Batterieeinzelzellen offenen Rahmen eine einfache Kontaktierung der Zellen seitlich möglich, was eine hohe Flexibilität in der Prozesskette schafft.According to a further very favorable embodiment of the method according to the invention, multi-fiber struts are used which, depending on the type of load, can run along a connecting axis between the two end plates of the frame or at a corresponding angle thereto. According to a favorable embodiment, aluminum or an aluminum alloy can be used as the material for the end plates. Together with a fiber-reinforced plastic, in particular but not necessarily a carbon fiber-reinforced plastic, a very stable and light frame is thus created. Due to the already mentioned multiple accessibility from the side, you can Individual battery cells can be inserted and, if necessary, pushed out again. In addition, the frame, which is open on at least one of its long sides for the insertion of the individual battery cells, enables simple contacting of the cells laterally, which creates a high degree of flexibility in the process chain.
Die Endplatten können dabei Durchbrüche aufweisen, um so das Gewicht des Rahmens noch weiter abzusenken. Sie können beispielsweise in der Art einer Fachwerkstruktur ausgestaltet sein, oder zumindest durch Durchbrüche in weniger stark mechanisch belasteten Bereichen für eine Gewichtsreduktion des Rahmens sorgen.The end plates can have openings in order to lower the weight of the frame even further. For example, they can be designed in the manner of a framework structure, or at least ensure a weight reduction of the frame through openings in areas that are less subject to mechanical stress.
Der faserverstärkte Kunststoff kann dabei an den Ausnehmungen an den Endplatten angreifen. Durch diese verfahrensgemäße Variante werden die Ausnehmungen dann beispielsweise genutzt, um in deren Bereich den faserverstärkten Kunststoff um die Endplatten zu wickeln und die beiden Endplatten miteinander zu verbinden, bevor der Rahmen ausgehärtet wird und bevor in diesem ausgehärteten Rahmen dann die Batteriemodule eingeschoben werden.The fiber-reinforced plastic can attack the recesses on the end plates. With this variant according to the method, the recesses are then used, for example, to wrap the fiber-reinforced plastic around the end plates in their area and connect the two end plates to one another before the frame is cured and before the battery modules are then inserted into this cured frame.
Der faserverstärkte Kunststoff kann dabei gemäß einer sehr günstigen Ausgestaltung aus Bändern hergestellt werden, welche dann zu den die Endplatten verbindenden Streben ausgehärtet werden.According to a very favorable embodiment, the fiber-reinforced plastic can be produced from strips which are then cured to form the struts connecting the end plates.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Rahmens, ergeben sich auch aus dem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend und unter Bezugnahme auf die Figuren exemplarisch dargestellt ist.Further advantageous configurations of the method according to the invention and of a frame obtainable by the method according to the invention also emerge from the exemplary embodiment which is illustrated below by way of example with reference to the figures.
Dabei zeigen:
-
1 einen beispielhaft ausgestalteten Rahmen für das erfindungsgemäße Verfahren; -
2 ein Stapel von Batterieeinzelzellen vor der Montage in den Rahmen; und -
3 ein aus den Elementen aus den1 und2 komplettiertes Batteriemodul in einer möglichen Ausführungsform gemäß der Erfindung.
-
1 an exemplary designed framework for the method according to the invention; -
2 a stack of individual battery cells prior to assembly in the frame; and -
3 one from the elements from the1 and2 Completed battery module in a possible embodiment according to the invention.
In der Darstellung der
Die Endplatten
Alles in Allem entsteht so ein außerordentlich leichter Aufbau, welcher durch die Durchbrüche
In der Darstellung der
In der Darstellung der
Durch die Möglichkeit die Batterieeinzelzellen
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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- DE 10204219644 A1 [0002]DE 10204219644 A1 [0002]
- DE 102016200496 A1 [0002]DE 102016200496 A1 [0002]
- DE 102018105692 A1 [0002]DE 102018105692 A1 [0002]
- DE 102014204737 A1 [0003]DE 102014204737 A1 [0003]
- WO 2013/068165 A1 [0003]WO 2013/068165 A1 [0003]
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013068165A1 (en) | 2011-11-09 | 2013-05-16 | Robert Bosch Gmbh | Battery housing comprising fibre-reinforced plastic |
DE102014204737A1 (en) | 2014-03-14 | 2015-09-17 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Cell module for high-voltage storage of a motor vehicle |
DE102014219644A1 (en) | 2014-09-29 | 2016-03-31 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method for producing a battery module for a motor vehicle and battery module for a motor vehicle |
DE102016200496A1 (en) | 2016-01-15 | 2017-07-20 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method and plant for producing a cell module |
DE102018105692A1 (en) | 2017-03-17 | 2018-09-20 | Ford Global Technologies, Llc | Method of compressing battery cells and assembly |
-
2020
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013068165A1 (en) | 2011-11-09 | 2013-05-16 | Robert Bosch Gmbh | Battery housing comprising fibre-reinforced plastic |
DE102014204737A1 (en) | 2014-03-14 | 2015-09-17 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Cell module for high-voltage storage of a motor vehicle |
DE102014219644A1 (en) | 2014-09-29 | 2016-03-31 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method for producing a battery module for a motor vehicle and battery module for a motor vehicle |
DE102016200496A1 (en) | 2016-01-15 | 2017-07-20 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method and plant for producing a cell module |
DE102018105692A1 (en) | 2017-03-17 | 2018-09-20 | Ford Global Technologies, Llc | Method of compressing battery cells and assembly |
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