DE102020127408A1 - Herstellen eines Zellgehäuses einer Batteriezelle sowie Zellgehäuse - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren dient zum Herstellen eines Zellgehäuses (11) für eine Batteriezelle mit integrierter Zellheizung (3), bei dem an einer Flachseite (4) einer ersten metallischen Lage (1) eine schichtartige flächige Zellheizung (3) angebracht wird und folgend ein zumindest aus der ersten metallischen Lage (1) und der Zellheizung (3) bestehender Verbundstapel so gefaltet wird, dass eine andere Flachseite der ersten metallischen Lage (1) eine Innenseite des Zellgehäuses (11) bildet. Eine Batterie (E) weist mehreren Batteriezellen auf, die jeweils ein solches Zellgehäuse (11) aufweisen, wobei die zweiten metallischen Lagen (2) der Zellgehäuse (11) elektrisch miteinander verbunden sind. Ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug umfasst mindestens eine Batterie mit mindestens einer Batteriezelle, die ein solches Zellgehäuse und/oder eine solche Batterie aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Zellgehäuses für eine Batteriezelle. Die Erfindung betrifft auch eine Batterie mit mehreren Batteriezellen, die jeweils ein so hergestelltes Zellgehäuse aufweisen. Die Erfindung betrifft auch ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug, aufweisend mindestens eine Batterie mit mindestens einer Batteriezelle, die ein solches Zellgehäuse aufweist. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar auf Elektrofahrzeuge und Plug-In-Hybridfahrzeuge.
  • In einer Lithium-Ionen-Batteriezelle kann ein typischerweise aus Aluminium bestehendes Zellgehäuse auf verschiedene Art und Weise mit den spannungsführenden Teilen verschalten sein. Klassischerweise wird das Zellgehäuse mit oder ohne ohmschen Widerstand mit einem positiven Anschluss einer Spannungsquelle verbunden, um die Passivierung der innenseitigen Aluminiumoberfläche durch den Elektrolyten sicherzustellen. In einer anderen Ausprägung ist das Zellgehäuse vollständig von stromführenden Mechanikteilen isoliert, und ein elektrisches Potential an der Zelle wird extern bereitgestellt. Beide Ausprägungen bewirken jedoch, dass das an das Zellgehäuse angelegte Potential auch an dessen Außenseite vorhanden ist. Dies stellt jedoch eine Herausforderung bezüglich eines Modulaufbaus einer Batterie mit mehreren Batteriezellen dar, da hierbei eine elektrische Isolierung der Batteriezellen voneinander notwendig ist, um Kurzschlüsse zwischen den Batteriezellen zu vermeiden. Zur Zeit wird die elektrische Isolierung durch eine gesonderte elektrisch isolierende Folie, welche die Zelle umgibt, oder eine Lackierung der Zelle erreicht. Beides ist jedoch teuer und erschwert die Detektion elektrischer Fehler oder Änderungen an dem Zellgehäuse.
  • Ferner ist es bekannt, zur Aufwärmung eines Energiespeichers mit mehreren Batteriezellen eine Heizung auf Modul- bzw. Speicherebene vorzusehen. Teilweise ist diese Heizung weit entfernt von den Batteriezellen angeordnet und daher in ihrer Effektivität beschränkt.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine preiswert umsetzbare Möglichkeit zur Bereitstellung einer effektiver heizbaren elektrischen Speicherzelle („Batteriezelle“) bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines Zellgehäuses für eine Batteriezelle mit integrierter Zellheizung, bei dem an einer Flachseite einer „ersten“ metallischen Lage eine schichtartige flächige Zellheizung angebracht wird und folgend der Schicht- bzw. Verbundstapel, der zumindest die erste metallische Lage und die Zellheizung aufweist, so gefaltet wird, dass die andere Flachseite der metallischen Lage eine Innenseite des Zellgehäuses bildet.
  • Ein solches Zellgehäuse lässt sich vorteilhafterweise durch Falten (z.B. nach einem vorhergehenden Stanzen) besonders einfach herstellen, speziell im Vergleich zu einem Tiefziehen. Zudem wird es so ermöglicht, die flächige Zellheizung besonders einfach auf die erste metallische Lage aufzubringen. Darüber hinaus wird die flächige Zellheizung bei einem Falten nur wenig mechanisch beansprucht, was eine Gefahr ihrer Beschädigung bei der Herstellung des Zellgehäuses geringhält.
  • Ein weiterer Vorteil wird durch die Integration der Zellheizung in das Zellgehäuse erreicht, weil so eine besonders effektive Heizbarkeit erreicht wird.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass die Stoßkanten des gefalteten Zellgehäuses miteinander verbunden werden, insbesondere dicht. Die Stoßkanten können z.B. verschweißt werden, insbesondere durch Laserschweißen. Allgemein kann im Folgenden unter einem Faltungsvorgang ein Faltungs- und Schweiß-Vorgang verstanden werden, wenn sich aus dem Zusammenhang nichts anderes ergibt.
  • Die Batteriezelle kann beispielsweise eine Lithium-Ionen-Zelle sein.
  • Der Verbundstapel kann auch als Lagen- oder Schichtstapel bezeichnet werden.
  • Die erste metallische Lage kann ein Metallblech sein bzw. aus einem Metallblech vereinzelt worden sein. Sie ist vor der Faltung insbesondere flach bzw. ein Flachbauteil. Solche Flachbauteile weisen typischerweise zwei Flachseiten auf, die durch einen umlaufenden Rand voneinander getrennt sind. Die erste metallische Lage kann z.B. aus Aluminium bestehen.
  • Die schichtartige flächige Zellheizung wird vor dem Falten an der vorgesehenen Flachseite der erste metallischen Lage angebracht, z.B. durch Aufkleben, Aufdrucken, Pastenaufbringung usw. Die Zellheizung kann vorgefertigt sein oder alternativ erst auf der ersten metallischen Lage hergestellt werden. Beispielsweise kann die Zellheizung als vorgefertigtes Bauteil vorliegen, das eine elektrisch isolierende Folie - z.B. aus Kunststoff - aufweist, auf welcher ein oder mehrere Widerstandsleiterbahnen („Heizleiterbahnen“) angeordnet sind. In einer Weiterbildung kann die Zellheizung mit ihrer Folie aufgeklebt oder verschweißt werden, z.B. auf eine metallische Lage.
  • Es ist eine Ausgestaltung, dass vor dem Falten an der der ersten metallischen Lage abgewandten Seite der Zellheizung eine zweite metallische Lage angeordnet wird. Dies ergibt den Vorteil, dass sich so an der Außenseite des Zellgehäuses großflächig ein elektrisches Potenzial definieren lässt. Auch lässt sich so die Zellheizung besonders einfach mechanisch und chemisch schützen. Der zu faltende bzw. gefaltete Verbund bzw. Schichtstapel umfasst also hier auch die zweite metallische Lage. Die zweite metallische Lage kann aus dem gleichen Material bestehen wie die erste metallische Lage, z.B. aus Aluminium, oder kann alternativ aus einem anderen Metall bestehen, z.B. Stahl. Die Zellheizung ist zwischen der ersten metallischen Lage und der zweiten metallischen Lage angeordnet, was auch als „Sandwichverbund“ bezeichnet werden kann.
  • Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Zellgehäuse für eine Batteriezelle mit integrierter Zellheizung, wobei das Zellgehäuse gemäß einem Verfahren wie oben beschrieben hergestellt worden ist. Das Zellgehäuse kann analog zu dem Verfahren ausgebildet werden, und umgekehrt, und weist die gleichen Vorteile auf.
  • Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch ein Zellgehäuse, bei dem an einer Flachseite einer ersten metallischen Lage eine schichtartige flächige Zellheizung angebracht ist und ein zumindest aus der ersten metallischen Lage und der Zellheizung bestehender Verbundstapel so gefaltet ist, dass eine andere Flachseite der ersten metallischen Lage eine Innenseite des Zellgehäuses bildet.
  • Es ist eine Ausgestaltung, dass die Zellheizung eine Heizschicht mit mindestens einem flächigen Widerstandsheizleiter aufweist. Ein Widerstandsheizleiter ist vorteilhafterweise einfach betreibbar und lässt sich dünn und biegsam ausbilden. Der Widerstandsheizleiter kann z.B. ein Dünnschicht- oder Dickschicht-Heizleiter sein. Der Widerstandsheizleiter kann als Heizleiterbahn vorliegen, z.B. als geschlungen, insbesondere mäanderförmig, verlaufende Heizleiterbahn. Die Heizleiterbahn kann beispielweise durch Drucken, Rakeln, Sprühen, Galvanisieren usw. hergestellt worden sein.
  • Es ist eine Ausgestaltung, dass die Zellheizung mindestens eine elektrisch isolierende Folie aufweist, die an einer jeweiligen Seite der Heizschicht angeordnet ist. So wird an dieser Seite eine elektrische Isolierung der Heizschicht erreicht. Auch kann die mindestens eine elektrisch isolierende Folie vorteilhafterweise einer Vorfertigung, Positionierung und Befestigung der Zellheizung dienen. Es ist eine Weiterbildung, dass die Zellheizung nur an einer Seite der Heizschicht eine elektrisch isolierende Folie aufweist. Es ist eine Weiterbildung, dass die Zellheizung auf beiden Seiten der Heizschicht jeweils eine elektrisch isolierende Folie aufweist.
  • Es ist eine Ausgestaltung, dass die Zellheizung direkt auf der ersten metallischen Lage aufliegt. Dies ergibt den Vorteil eines besonders geringen Wärmewiderstands zwischen der Heizschicht der Zellheizung und der ersten metallischen Lage und damit eine besonders effektive Erwärmung des Zellgehäuses. Die Zellheizung kann in einer Weiterbildung mindestens eine auf einer elektrisch isolierenden Folie aufgebrachte Heizleiterbahn aufweisen, welche durch die Folie elektrisch von der ersten metallischen Lage getrennt ist. In einer Variante kann die Heizschicht mit einem Pol oder Anschluss mit der ersten metallischen Lage elektrisch verbunden sein.
  • Es ist eine Ausgestaltung, dass die Zellheizung durch eine elektrisch isolierende Lage („elektrische Isolierungslage“) getrennt auf der ersten metallischen Lage aufliegt. Dadurch kann eine besonders zuverlässige Potenzialtrennung zwischen Heizschicht und erster metallischer Lage erreicht werden. Die elektrische Isolierungslage kann z.B. eine biegsame Kunststofffolie sein, beispielsweise aus Polyethylen. Die elektrisch isolierende Lage stellt insbesondere keine Komponente einer vorgefertigten Zellheizung dar, sondern kann eine eigenständig in den Verbundstapel eingebrachte Lage sein. Es ist eine Weiterbildung, dass die elektrisch isolierende Lage zumindest eine zu der Folie der Zellheizung unterschiedliche Eigenschaft aufweist, z.B. ein unterschiedliches Material und/oder eine unterschiedliche Dicke. Dadurch können unterschiedliche Eigenschaften von Isolierungen vorteilhafterweise miteinander kombiniert werden, z.B. eine unterschiedliche Feuerfestigkeit, Durchschlagsicherheit, usw.
  • Es ist eine Ausgestaltung, dass an der der ersten metallischen Lage abgewandten Seite der Zellheizung eine elektrische Isolierungslage angeordnet ist. So wird vorteilhafterweise eine besonders zuverlässige elektrische Isolierung der Heizschicht der Zellheizung nach außen oder, bei Vorliegen der zweiten metallischen Lage, gegenüber dieser erreicht.
  • Es ist eine Ausgestaltung, dass das Zellgehäuse einen gefalteten Verbund aus einer innenseitigen ersten metallischen Lage, einer außenseitigen zweiten metallischen Lage und einer zwischen ihnen angeordneten Zellheizung aufweist, wobei die Zellheizung gegenüber der ersten metallischen Lage elektrisch isoliert ist und mit einem Anschluss mit der zweiten metallischen Lage elektrisch verbunden ist. Der andere Anschluss der Heizschicht kann aus dem Zellgehäuse herausgeführt sein, z.B. nach oben. Diese Ausgestaltung ergibt den Vorteil, dass sich mehrere Zellgehäuse elektrisch besonders einfach zusammenschließen lassen, insbesondere unter Vermeidung einer Ableiterfolie.
  • Die Aufgabe wird auch gelöst durch einen Energiespeicher bzw. eine Batterie mit mehreren - insbesondere modular aufgebauten - Batteriezellen, die jeweils ein Zellgehäuse wie wie oben beschrieben aufweisen, wobei die zweiten metallischen Lagen der Zellgehäuse elektrisch miteinander verbunden sind. Die Batterie kann analog zu dem Verfahren und dem Zellgehäuse ausgebildet sein, und umgekehrt, und weist die gleichen Vorteile auf.
  • Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug (vollelektrisch betriebenes Fahrzeug oder Hybridfahrzeug), aufweisend mindestens einen elektrischen Energiespeicher mit mindestens einer Batteriezelle, die ein Zellgehäuse wie oben beschrieben aufweist. Dabei ist die Anwendung Plug-In-Hybridfahrzeug besonders vorteilhaft, speziell zur Aufheizung der Zellgehäuse vor oder während einer Fahrt im Winter.
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird.
    • 1 zeigt in einem oberen Teilbild in Draufsicht einen ebenen Verbund gemäß einem Ausführungsbeispiel vor einem Faltvorgang und in einem unteren Teilbild diesen Verbund als Schnittdarstellung in Seitenansicht;
    • 2 zeigt in einem oberen Teilbild in Draufsicht ein Zellgehäuse, das durch Faltung des Verbunds aus 1 hergestellt worden ist, und in einem unteren Teilbild das Zellgehäuse als Schnittdarstellung in Seitenansicht;
    • 3 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen Ausschnitt aus ebenen Verbund gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel; und
    • 4 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Zellgehäuse, das durch Faltung des Verbunds gemäß dem Ausführungsbeispiel aus 3 hergestellt worden ist;
    • 5 bis 7 zeigen als Schnittdarstellung in Seitenansicht Zellgehäuse, das durch Faltung von Verbünden gemäß noch weiterer Ausführungsbeispiele hergestellt worden ist; und
    • 8 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Batterie mit Zellgehäusen nach 7 von mehrerer miteinander elektrisch verschalteter Batteriezellen.
  • 1 zeigt in einem oberen Teilbild in Draufsicht einen ebenen Verbundstapel V1 vor einem Faltvorgang und in einem unteren Teilbild diesen Verbundstapel V1 als Schnittdarstellung in Seitenansicht entlang einer im oberen Teilbild gezeigten Schnittebene A-A. Der Verbundstapel V1 weist eine erste metallische Lage 1 und eine zweite metallische Lage 2 auf, zwischen denen eine dünne, flächige bzw. flächig ausgedehnte Zellheizung 3 angeordnet ist. Die Zellheizung 3 ist somit an einer Flachseite 4 der ersten metallischen Lage 1 angebracht, welche der zweiten metallischen Lage 2 zugewandt ist.
  • Die metallischen Lagen 1 und 2 können z.B. aus Aluminium bestehen. Die Zellheizung 3 kann z.B. eine mindestens eine Heizleiterbahn aufweisende Heizschicht 31 aufweisen, die beidseitig von jeweils einer elektrisch isolierenden Folie 32a bzw. 32b bedeckt ist, wie in dem Ausschnitt C eingezeichnet. Die Folien 32a und 32b können z.B. flexible Folien aus Polyethylen sein.
  • Die Zellheizung 3 kann so betrieben werden, dass durch die mindestens eine Heizleiterbahn ein elektrischer Strom geschickt wird, welche die Heizleiterbahn durch ohmsche Verluste aufheizt. Zum Anschluss einer Heizleiterbahn und damit der Heizschicht 31 an eine Spannungsquelle kann diese an beiden Enden entsprechende Anschlüsse oder Kontakte aufweisen, z.B. Kontaktfelder.
  • 2 zeigt in einem oberen Teilbild in Draufsicht ein Zellgehäuse 5, das durch Faltung des Verbundstapels V1 entlang der Seiten eines zentralen Bodenbereichs B hergestellt worden ist, und in einem unteren Teilbild das Zellgehäuse 5 als Schnittdarstellung in Seitenansicht entlang der im oberen Teilbild gezeigten Schnittebene A-A. Die der Zellheizung 3 abgewandte Flachseite der ersten metallischen Lage 1 bildet die Innenseite des Zellgehäuses 5.
  • Die Faltung kann z.B. durch Abkanten umgesetzt werden. Nach Faltung werden die Stoßkanten des Zellgehäuses 5 miteinander verbunden, insbesondere stoffschlüssig, z.B. durch Verschweißen, insbesondere Laserschweißen. Das so gefaltete Zellgehäuse 5 ist nach oben offen, wobei die offene Seite von einem Deckel oder einer Deckelbaugruppe (o. Abb.) abdeckbar ist.
  • 3 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen Ausschnitt aus einem ebenen Verbundstapel V2. Im Gegensatz zum Verbundstapel V1 weist der Verbundstapel V2 keine zweite metallische Lage 2 auf, sondern umfasst hier eine auf einer Flachseite der ersten metallischen Lage 1 aufgebrachte Zellheizung 3, die beispielsweise wie in 1, Ausschnitt C gezeigt ausgebildet sein kann. 4 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Zellgehäuse 6, das durch Faltung des Verbundstapels V2 aus 3 hergestellt worden ist, so dass eine Innenseite der ersten metallischen Lage 1 eine Innenseite des Zellgehäuses 6 darstellt.
  • In einer möglichen Anschlussvariante werden die beiden elektrischen Anschlüsse der Heizschicht 31 bzw. der Zellheizung 3 aus dem Zellgehäuse 6 herausgeführt und können z.B. wie angedeutet an einen Pluspol und einen Minuspol einer Gleichspannungsquelle angeschlossen werden. Alternativ könnte einer der beiden Anschlüsse an die erste elektrische Lage 1 angeschlossen werden.
  • 5 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Zellgehäuse 7, das mittels Faltung eines Verbundstapels aus einer ersten metallischen Lage 1 und einer darauf flachseitig aufgebrachten Zellheizung 3 erzeugt worden ist. Zusätzlich zu dem Zellgehäuse 6 ist zwischen der ersten metallischen Lage 1 und der Zellheizung 3 eine flächige elektrische Isolierungslage 8 angeordnet, z.B. eine flexible Folie aus Polyethylen.
  • Die Zellheizung 3 kann beispielsweise wie in 1, Ausschnitt C gezeigt ausgebildet sein. Alternativ kann bei der Zellheizung 3 auf die der ersten metallischen Lage 3 zugewandte isolierende Folie 32a verzichtet werden. Im letzteren Fall wird die elektrische Isolierung der Heizschicht 31 gegenüber der ersten metallischen Lage 1 nur durch die Isolierungslage 8 bewirkt.
  • Auch hier ist lediglich die Anschlussvariante gezeigt, bei der die beiden elektrischen Anschlüsse der Zellheizung 3 aus dem Zellgehäuse 6 herausgeführt wie angedeutet an einen Pluspol und einen Minuspol einer Gleichspannungsquelle angeschlossen sind.
  • 6 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Zellgehäuse 9, das im Gegensatz zum Zellgehäuse 7 zwei flächige elektrische Isolierungslagen 8 und 10, z.B. flexible Folien aus Polyethylen, aufweist, zwischen denen die Zellheizung 3 angeordnet ist. Die Lagenfolge des zugehörigen Lagen- bzw. Schichtstapels lautet somit: erste metallische Lage 1, erste Isolierungslage 8, Zellheizung 3, zweite Isolierungslage 10.
  • Die Zellheizung 3 kann beispielsweise wie in 1, Ausschnitt C gezeigt ausgebildet sein. Alternativ kann bei der Zellheizung 3 auf die der Isolierungslage 8 zugewandte isolierende Folie 32a und/oder die der Isolierungslage 10 zugewandte isolierende Folie 32b verzichtet werden.
  • In Weiterbildungen können die Zellgehäuse 6, 7 und 9 analog zu dem Zellgehäuse 5 auch noch eine außenseitige zweite metallische Lage 2 aufweisen.
  • In einer möglichen Anschlussvariante (o. Abb.) können auch hier die beiden elektrischen Anschlüsse der Zellheizung 3 aus dem Zellgehäuse 7 herausgeführt sein.
  • 7 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Zellgehäuse 11, das die erste metallische Lage 1 und die zweite metallische Lage 2 aufweist, zwischen denen eine Isolierungslage 8 und eine Zellheizung 31 angeordnet sind, und zwar so, dass die Isolierungslage 8 auf der ersten, innenseitigen metallischen Lage 1 und die Zellheizung 31 auf der zweiten, außenseitigen metallischen Lage 2 aufliegt.
  • Die Zellheizung 3 kann beispielsweise wie in 1, Ausschnitt C gezeigt ausgebildet sein. Alternativ kann bei der Zellheizung 3 auf die der Isolierungslage 8 zugewandte isolierende Folie 32a verzichtet werden. In einer Weiterbildung ist ein Anschluss der Heizschicht 31 der Zellheizung 3 elektrisch mit der zweiten metallischen Lage 2 verbunden, z.B. verlötet oder verschweißt. Ein anderer Anschluss der Heizschicht 31 kann aus dem Zellgehäuse 11 herausgeführt sein, insbesondere nach oben.
  • Allgemein können noch mehr als die oben gezeigten Lagen in die Zellgehäuse integriert sein, beispielsweise mehrere Heizschichten, mindestens eine weitere Lage unterschiedlicher Funktionalität, z.B. eine Schutzlage, usw.
  • In der gezeigten möglichen Anschlussvariante kann einer der beiden Anschlüsse ausgehend von der Zellheizung 3 direkt nach oben aus dem Zellgehäuse 11 herausgeführt sein (wie durch den beispielhaften Anschluss an einen Pluspol einer Spannungsquelle angedeutet), während der andere Anschluss an die zweite elektrische Lage 2 angeschlossen ist. Da die erste metallischen Lagen 1 elektrisch gegenüber der Heizschicht 31 isoliert ist, kann die zweite elektrische Lage 2, die selbst elektrisch leitfähig ist, auf den anderen Spannungspegel der Spannungsversorgung gelegt werden, wie hier durch das Minuszeichen angedeutet. Alternativ (o. Abb.) können auch hier die beiden elektrischen Anschlüsse der Zellheizung 3 aus dem Zellgehäuse 11 herausgeführt sein.
  • 8 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen Energiespeichers bzw. eine Batterie E mit Zellgehäusen 11 von mehreren miteinander elektrisch verschalteten Batteriezellen.
  • Bei dieser Batterie E sind die Heizlagen 31 mit einem elektrischen Anschluss direkt mit den zugehörigen äußeren, zweiten metallischen Lagen 2 verbundenen, während die anderen Anschlüsse nach oben herausgeführt werden. Da die ersten metallischen Lagen 1 elektrisch gegenüber der Heizschicht 31 isoliert sind, können die zweiten metallischen Lagen 2 elektrisch verbunden werden (z.B. in Serie) und so einen der beiden Ableiter der Heizschichten 31 bilden. Der andere Ableiter wird mit den oben herausgeführten Anschlüssen der Heizschichten 31 verbunden. Hier ist im Gegensatz zu 7 der Pluspol mit den zweiten elektrischen Lagen 2 verbunden, während die oben herausgeführten Anschlüsse an Minus liegen. Ein Vorteil einer solchen Anordnung ist eine mögliche Einsparung einer Ableiterfolie.
  • Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.
  • So ist die Wahl der Spanungspegel und Polungen sowie die Wahl einer Gleich- oder Wechselspannung zum Betreiben einer Zellheizung 3 grundsätzlich beliebig wählbar. Auch ist eine PWM-Speisung möglich.
  • Allgemein kann unter „ein“, „eine“ usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von „mindestens ein“ oder „ein oder mehrere“ usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck „genau ein“ usw.
  • Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    erste metallische Lage
    2
    zweite metallische Lage
    3
    Zellheizung
    4
    Flachseite der ersten metallischen Lage
    5
    Zellgehäuse
    6
    Zellgehäuse
    7
    Zellgehäuse
    8
    flächige elektrische Isolierungslage
    9
    Zellgehäuse
    10
    flächige elektrische Isolierungslage
    11
    Zellgehäuse
    31
    Heizschicht der Zellheizung
    32a
    elektrisch isolierende Folie der Zellheizung
    32b
    elektrisch isolierende Folie der Zellheizung
    A
    Schnittebene
    R
    Bodenbereich
    C
    Ausschnitt
    E
    Batterie
    V1
    Verbundstapel
    V2
    Verbundstapel

Claims (11)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Zellgehäuses (5, 6, 7, 9, 11) für eine Batteriezelle mit integrierter Zellheizung (3), bei dem - an einer Flachseite (4) einer ersten metallischen Lage (1) eine schichtartige flächige Zellheizung (3) angebracht wird und folgend - ein zumindest aus der ersten metallischen Lage (1) und der Zellheizung (3) bestehender Verbundstapel (V1, V2) so gefaltet wird, dass eine andere Flachseite der ersten metallischen Lage (1) eine Innenseite des Zellgehäuses (5, 6, 7, 9, 11) bildet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem vor dem Falten an der der ersten metallischen Lage (1) abgewandten Seite der Zellheizung (3) eine zweite metallische Lage (2) angeordnet wird.
  3. Zellgehäuse (5, 6, 7, 9, 11) für eine Batteriezelle mit integrierter Zellheizung (3), wobei an einer Flachseite (4) einer ersten metallischen Lage (1) eine schichtartige flächige Zellheizung (3) angebracht ist und ein zumindest aus der ersten metallischen Lage (1) und der Zellheizung (3) bestehender Verbundstapel (V1, V2) so gefaltet ist, dass eine andere Flachseite der ersten metallischen Lage (1) eine Innenseite des Zellgehäuses (5, 6, 7, 9, 11) bildet.
  4. Zellgehäuse (5, 6, 7, 9, 11) nach Anspruch 3, wobei die Zellheizung (3) zumindest eine Heizschicht (31) mit mindestens einem flächigen Widerstandsheizleiter aufweist.
  5. Zellgehäuse (5, 6, 7, 9, 11) nach Anspruch 4, wobei die Zellheizung (3) mindestens eine elektrisch isolierende Folie (32a, 32b) aufweist, die an einer jeweiligen Seite der Heizschicht (31) angeordnet ist.
  6. Zellgehäuse (5, 6) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Zellheizung (3) direkt auf der ersten metallischen Lage (1) aufliegt.
  7. Zellgehäuse (7, 9, 11) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Zellheizung (3) durch eine elektrische Isolierungslage (8) getrennt auf der ersten metallischen Lage (1) aufliegt.
  8. Zellgehäuse (9) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei an der der ersten metallischen Lage (1) abgewandten Seite der Zellheizung (3) eine elektrische Isolierungslage (10) angeordnet ist.
  9. Zellgehäuse (11) nach den Ansprüchen 3 und 7, wobei - das Zellgehäuse (11) einen gefalteten Verbund aus der innenseitigen ersten metallischen Lage (1), einer außenseitigen zweiten metallischen Lage (2) und der zwischen ihnen angeordneten Zellheizung (3) aufweist und wobei - die Zellheizung (3) gegenüber der ersten metallischen Lage (1) elektrisch isoliert ist und mit einem Anschluss mit der zweiten metallischen Lage (2) verbunden ist.
  10. Batterie (E) mit mehreren Batteriezellen, die jeweils ein Zellgehäuse (11) nach Anspruch 9 aufweisen, wobei die zweiten metallischen Lagen (2) der Zellgehäuse (11) elektrisch miteinander verbunden sind.
  11. Elektrisch angetriebenes Fahrzeug, insbesondere Plug-In-Hybridfahrzeug, aufweisend mindestens eine Batterie mit mindestens einer Batteriezelle, die ein Zellgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder eine Batterie nach Anspruch 10 aufweist.
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