DE102021123432A1

DE102021123432A1 - Method for arranging battery cells on a carrier and battery cell arrangement

Info

Publication number: DE102021123432A1
Application number: DE102021123432.8A
Authority: DE
Inventors: Daniel Schmid
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2021-09-10
Filing date: 2021-09-10
Publication date: 2023-03-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anordnen von Batteriezellen (14) auf einem Träger (12), wobei der Träger (12) und die Batteriezellen (14) bereitgestellt werden und eine Menge (T1) der Batteriezellen (14), die eine Zellgruppe (18) mit mindestens drei der Batteriezellen (14) umfasst, gemäß einem vorbestimmten Anordnungsmuster auf dem Träger (12) angeordnet wird, so dass zwischen den Batteriezellen (14) ein gemeinsamer Zwischenraum (16) bereitgestellt ist, an den die Batteriezellen (14) der mindestens einen Zellgruppe (18) angrenzen. Weiterhin wird ein aushärtbaren Kunststoffs (24) im nicht ausgehärteten Zustand in den Zwischenraum (16) eingebracht, während zumindest die Batteriezellen (14) der mindestens einen Zellgruppe (18) mittels einer Halteeinrichtung (32) in ihrer Position gehalten werden, wobei der Teil des Kunststoffs (24) nach dem Einbringen aushärtet und einen Abstandshalter zwischen den Batteriezellen (14) der mindestens einen Zellgruppe (18) bereitstellt. Zudem wird die Halteeinrichtung (32) von den mittels der Halteeinrichtung (32) gehaltenen Batteriezellen (14) entfernt.The invention relates to a method for arranging battery cells (14) on a carrier (12), the carrier (12) and the battery cells (14) being provided and a quantity (T1) of the battery cells (14) forming a cell group (18 ) comprising at least three of the battery cells (14), is arranged on the carrier (12) according to a predetermined arrangement pattern, so that a common intermediate space (16) is provided between the battery cells (14), to which the battery cells (14) of the at least adjoin a cell group (18). Furthermore, a hardenable plastic (24) is introduced into the intermediate space (16) in the non-hardened state, while at least the battery cells (14) of the at least one cell group (18) are held in their position by means of a holding device (32), the part of the Plastic (24) hardens after it has been introduced and provides a spacer between the battery cells (14) of the at least one cell group (18). In addition, the holding device (32) is removed from the battery cells (14) held by the holding device (32).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anordnen von Batteriezellen auf einem Träger, wobei der Träger und die Batteriezellen bereitgestellt werden und eine erste Menge der Batteriezellen, die mindestens eine erste Zellgruppe mit mindestens drei der Batteriezellen umfasst, gemäß einem vorbestimmten Anordnungsmuster auf dem Träger angeordnet werden, so dass zwischen den Batteriezellen der mindestens einen ersten Zellgruppe ein gemeinsamer erster Zwischenraum bereitgestellt ist, an den die Batteriezellen der mindestens einen ersten Zellgruppe angrenzen. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine Batteriezellenanordnung.The invention relates to a method for arranging battery cells on a carrier, the carrier and the battery cells being provided and a first set of battery cells, which comprises at least a first cell group with at least three of the battery cells, being arranged on the carrier according to a predetermined arrangement pattern, so that a common first space is provided between the battery cells of the at least one first cell group, which is adjoined by the battery cells of the at least one first cell group. Furthermore, the invention also relates to a battery cell arrangement.

Bei Elektrofahrzeugen, insbesondere batterieelektrischen Fahrzeugen (BEV, Battery electric vehicles), wird die Energie oft in Hochvoltbatterien gespeichert. Diese wird üblicherweise in der Plattform, das heißt in der unteren Karosseriestruktur, zwischen der Vorder- und Hinterachse positioniert und besitzt Abmessungen von zum Beispiel einer Länge von 2 Metern, eine Breite von 1 Meter und eine Höhe von zum Beispiel 0,2 Metern. Die weitverbreitetsten Zellformate der Batteriezellen einer solchen Hochvoltbatterie sind Pouch-Zellen, prismatische Zellen und zylindrische Zellen. Um die Batteriezellen zu kühlen, werden diese oftmals auf einer Kühlplatte positioniert. Rundzellen, die auch als zylindrische Zellen bezeichnet werden, werden dabei beispielsweise mit ihren Stirnseiten der Kühlplatte zugewandt auf dieser positioniert und befestigt. Um die Zellen dabei in der angedachten Position zu halten, müssen Abstandshalter eingesetzt werden, die oft die Form eines Zellrasters aufweisen und einer Wabenstruktur ähneln, weswegen diese auch als Honeycomb bezeichnet werden. Solche Zellraster haben also typischerweise kreisförmige Löcher gemäß einem bestimmten Anordnungsmuster. In die einzelnen Löcher können die Rundzellen eingesteckt werden, um diese so in einem definierten Abstand zueinander zu halten und ein Verrutschen der Zellen zu verhindern. Dabei kann sowohl ein Kühlplattennahes Zellraster zum Einsatz kommen, also auch ein zusätzliches Zellraster der Kühlplatte gegenüberliegend oben auf die Zellanordnung aufgesetzt werden. Gerade kühlplattenseitig ist jedoch wenig Bauraum, um eine Zellrasterung, welche ein prozesssicheres Einfädeln der Zellen ermöglicht, zu positionieren. Die Zellraster mit den Abmessungen ähnlich denen einer Hochvoltbatterie, wie diese oben beispielhaft angegeben wurden, unterliegen aufgrund ihrer Größe auch sehr hohen fertigungsbedingten Einzelteiltoleranzen, zum Beispiel einem Verzug. Daher ist das automatisierte Einfädeln der Einzelzellen in die Zellrasterung schwierig und zeitaufwändig.In electric vehicles, in particular battery electric vehicles (BEV, battery electric vehicles), the energy is often stored in high-voltage batteries. This is usually positioned in the platform, ie in the lower body structure, between the front and rear axles and has dimensions of, for example, a length of 2 meters, a width of 1 meter and a height of, for example, 0.2 meters. The most widespread cell formats of the battery cells of such a high-voltage battery are pouch cells, prismatic cells and cylindrical cells. In order to cool the battery cells, they are often positioned on a cooling plate. Round cells, which are also referred to as cylindrical cells, are positioned and fastened on the cooling plate, for example with their end faces facing the latter. In order to keep the cells in the intended position, spacers must be used, which often have the shape of a cell grid and resemble a honeycomb structure, which is why they are also referred to as honeycombs. Thus, such cell grids typically have circular holes according to a specific arrangement pattern. The round cells can be inserted into the individual holes in order to keep them at a defined distance from one another and to prevent the cells from slipping. A cell grid close to the cooling plate can be used, ie an additional cell grid can also be placed on top of the cell arrangement opposite the cooling plate. However, on the cooling plate side in particular, there is little space to position a cell grid, which enables the cells to be threaded in reliably. The cell grid with dimensions similar to those of a high-voltage battery, such as those given above by way of example, are also subject to very high production-related individual part tolerances, for example distortion, due to their size. Therefore, the automated threading of the individual cells into the cell grid is difficult and time-consuming.

Beispiele für solche Zellraster zum Halten von Zellanordnungen sind beispielsweise in der WO 2021/025313 A1 und in der EP 3 654 444 A1 offenbart.Examples of such cell grid for holding cell arrays are for example in WO 2021/025313 A1 and in the EP 3 654 444 A1 disclosed.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Batteriezellenanordnung bereitzustellen, die die Bereitstellung einer Zellhalterung auf möglichst einfache Weise ermöglichen.The object of the present invention is therefore to provide a method and a battery cell arrangement which make it possible to provide a cell holder in the simplest possible way.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und eine Batteriezellenanordnung mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.This object is achieved by a method and a battery cell arrangement having the features according to the respective independent patent claims. Advantageous configurations of the invention are the subject matter of the dependent patent claims, the description and the figures.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Anordnen von Batteriezellen auf einem Träger werden der Träger und die Batteriezellen bereitgestellt. Weiterhin wird eine erste Menge der Batteriezellen, die mindestens eine erste Zellgruppe mit mindestens drei der Batteriezellen umfasst, gemäß einem vorbestimmten Anordnungsmuster auf dem Träger angeordnet, so dass zwischen den Batteriezellen der mindestens einen ersten Zellgruppe ein gemeinsamer erster Zwischenraum bereitgestellt ist, an den die Batteriezellen der mindestens einen ersten Zellgruppe angrenzen. Weiterhin wird zumindest ein erster Teil eines aushärtbaren Kunststoffs im nicht ausgehärteten Zustand in den ersten Zwischenraum eingebracht, während zumindest die Batteriezellen der mindestens einen ersten Zellgruppe mittels einer Halteeinrichtung in ihrer Position gehalten werden, wobei der erste Teil des Kunststoffs nach dem Einbringen aushärtet und einen Abstandshalter zwischen den Batteriezellen der mindestens einen ersten Zellgruppe bereitstellt. Weiterhin wird die Halteeinrichtung von den mittels der Halteeinrichtung gehaltenen Batteriezellen entfernt.In a method according to the invention for arranging battery cells on a carrier, the carrier and the battery cells are provided. Furthermore, a first set of battery cells, which comprises at least one first cell group with at least three of the battery cells, is arranged on the carrier according to a predetermined arrangement pattern, so that a common first space is provided between the battery cells of the at least one first cell group, to which the battery cells are attached adjoin the at least one first cell group. Furthermore, at least a first part of a hardenable plastic is introduced into the first intermediate space in the non-hardened state, while at least the battery cells of the at least one first cell group are held in their position by means of a holding device, with the first part of the plastic hardening after being introduced and a spacer between the battery cells of the at least one first cell group. Furthermore, the holding device is removed from the battery cells held by the holding device.

Die Erfindung ermöglicht es so vorteilhafterweise, ein herkömmliches Zellraster durch einen viskos applizierten Zellhalter zu ersetzen. In Zwischenräume zwischen Batteriezellen, die auf einem Träger angeordnet sind, wird ein aushärtbarer Kunststoff eingebracht, der dann entsprechend aushärtet und so die Zellen zueinander und zum Träger fixieren kann. In Summe können so die in die mehreren Zwischenräume zwischen den Zellen eingebrachten Kunststoffteile nach dem Aushärten einen Zellhalter formen, der die Zellen vor dem Verrutschen zueinander und gegenüber dem Träger schützt. Dadurch lassen sich vielzählige Vorteile erzielen: Zum einen kann an Materialeinzelkosten eingespart werden, da Viskosemedien meistens beziehungsweise zumindest in diesem Fall kostengünstiger sind als fertige Einzelteile, wie zum Beispiel ein vorgefertigtes Zellraster. Zudem kann enorm an Prozesszeit für das zeitaufwände Einfädeln der Zellen in ein Zellraster eingespart werden. Im vorliegenden Fall können die Zellen also einfach gemäß dem vorbestimmten Anordnungsmuster auf dem Träger angeordnet, mit der Halteeinrichtung zumindest für die Zeitdauer des Applizieren des aushärtbaren Kunststoffs gehalten und dann die Halteeinrichtung wieder entfernt werden. Zudem können auch Logistikkosten eingespart werden, da weniger Einzelteile benötigt werden.The invention thus advantageously makes it possible to replace a conventional cell grid with a cell holder that is applied in a viscous manner. A hardenable plastic is introduced into spaces between battery cells that are arranged on a carrier, which then hardens accordingly and can thus fix the cells to one another and to the carrier. All in all, the plastic parts introduced into the several spaces between the cells can form a cell holder after curing, which protects the cells from slipping relative to one another and relative to the carrier. This allows numerous advantages to be achieved: On the one hand, direct material costs can be saved, since viscose media are usually or at least in this case cheaper than finished individual parts, such as a prefabricated cell grid. In addition, the process time for the time-consuming threading of the cells into a cell can be enormous grid can be saved. In the present case, the cells can therefore simply be arranged on the carrier according to the predetermined arrangement pattern, held with the holding device at least for the duration of the application of the curable plastic and then the holding device can be removed again. In addition, logistics costs can also be saved because fewer individual parts are required.

Bei den Batteriezellen kann es sich zum Beispiel um Lithium-Ionen-Zellen handeln. Die resultierende, auf dem Träger bereitgestellte Zellanordnung kann Teil einer Hochvoltbatterie für ein Kraftfahrzeug sein beziehungsweise zur Herstellung einer solchen genutzt werden. Die Batteriezellen sind weiterhin vorzugsweise als Rundzellen ausgebildet, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch als zylindrische Batteriezellen bezeichnet und nachfolgend noch näher beschrieben werden. Der Träger kann zum Beispiel als ein plattenförmiger Träger bereitgestellt sein, insbesondere mit einer ebenen Anordnungsfläche, auf welcher die Batteriezellen angeordnet werden. Die der Anordnungsfläche gegenüberliegende Seite muss nicht notwendigerweise eben sein, sondern kann zum Beispiel auch gewellt sein oder beliebig geformt sein. Der Träger kann zum Beispiel Teil eines Batteriegehäuses oder Modulgehäuses sein. Vorzugsweise wird über den Träger auch eine Kühlung der Batteriezellen bereitgestellt. Zu diesem Zweck kann der Träger an eine Kühleinrichtung angebunden werden oder selbst als Teil einer solchen ausgebildet sein und zum Beispiel von einem Kühlmedium, insbesondere einer Kühlflüssigkeit, durchströmbare Kühlkanäle aufweisen. Die Halteeinrichtung hält die Batteriezellen zumindest der mindestens einen ersten Zellgruppe nur temporär. Das heißt, die Halteeinrichtung selbst ist nicht Teil der mittels dieses Verfahrens bereitzustellenden Batteriezellenanordnung beziehungsweise zu fertigenden Batterie. Die Halteeinrichtung kann von den durch die Halteeinrichtung gehaltenen Batteriezellen wieder entfernt werden, nachdem der erste Teil des aushärtbaren Kunststoffs in den ersten Zwischenraum eingebracht wurde, insbesondere nachdem der erste Teil des Kunststoffs ausgehärtet ist. Durch die Halteeinrichtung wird verhindert, dass die Zellen zueinander oder relativ zum Träger während des Applizierens des Kunststoffs verrutschen. Der aushärtbare Kunststoff ist zudem insbesondere elektrisch isolierend.The battery cells can be lithium-ion cells, for example. The resulting cell arrangement provided on the carrier can be part of a high-voltage battery for a motor vehicle or can be used to produce such a battery. The battery cells are also preferably designed as round cells, which are also referred to as cylindrical battery cells within the scope of the present invention and are described in more detail below. The carrier can be provided, for example, as a plate-shaped carrier, in particular with a flat arrangement surface on which the battery cells are arranged. The side opposite the arrangement surface does not necessarily have to be flat, but can, for example, also be corrugated or have any shape. For example, the carrier can be part of a battery housing or module housing. Cooling of the battery cells is preferably also provided via the carrier. For this purpose, the carrier can be connected to a cooling device or can itself be designed as part of such a device and, for example, have cooling channels through which a cooling medium, in particular a cooling liquid, can flow. The holding device only holds the battery cells of at least the at least one first cell group temporarily. This means that the holding device itself is not part of the battery cell arrangement or battery to be manufactured by means of this method. The holding device can be removed again from the battery cells held by the holding device after the first part of the hardenable plastic has been introduced into the first intermediate space, in particular after the first part of the plastic has hardened. The holding device prevents the cells from slipping relative to one another or to the carrier during the application of the plastic. The curable plastic is also, in particular, electrically insulating.

Die bereitgestellten Batteriezellen, die auf dem Träger anzuordnen sind, müssen dabei nicht notwendigerweise alle auf einmal auf dem Träger angeordnet werden, sondern können dies beispielsweise gruppenweise beziehungsweise verbundweise nacheinander, zum Beispiel Zellreihe für Zellreihe. Dabei wird vorzugsweise mit mindestens zwei, insbesondere nicht notwendigerweise vollständigen Zellreihen, die nebeneinander angeordnet sind, begonnen. Dann kann der aushärtbare Kunststoff in die Zwischenräume zwischen den Zellen appliziert werden und anschließend die nächste Zellreihe auf dem Träger angeordnet werden und wiederum die entsprechend neu entstandenen Zwischenräume befüllt werden und so weiter. Der erste Zwischenraum ist dabei im Allgemeinen so definiert, dass an diesen die Batteriezellen der mindestens einen ersten Zellgruppe angrenzen, insbesondere nur die Batteriezellen der mindestens einen ersten Zellgruppe. Die Batteriezellen der ersten Zellgruppe müssen dabei diesen Zwischenraum nicht vollständig umschließen. Die Batteriezellen dieser ersten Zellgruppe können auch in einem kleinen Abstand zueinander angeordnet sein. Dieser Abstand ist aber vorzugsweise in Anpassung auf die Viskosität des Kunststoffs im nicht ausgehärteten Zustand so bemessen, dass dieser Kunststoff nach Einbringen nicht durch diese Zwischenräume hinausläuft oder höchstens ein äußerst geringer Anteil, zum Beispiel maximal 5 %. Weiterhin erfolgt das Einbringen des Kunststoffs von oben in den Zwischenraum, das heißt ausgehend von einer dem Träger gegenüberliegenden Seite der auf dem Träger angeordneten Batteriezellen. Die Begrifft „oben“ und „unten“ beziehen sich hierbei auf die bestimmungsgemäße Lage des Trägers und der Batteriezellen während des Einbringens des zumindest einen ersten Teils des Kunststoffs.The provided battery cells, which are to be arranged on the carrier, do not necessarily all have to be arranged on the carrier at once, but can do this, for example, in groups or in a composite one after the other, for example cell row by cell row. It is preferably started with at least two, in particular not necessarily complete, rows of cells arranged next to one another. The hardenable plastic can then be applied to the spaces between the cells and then the next row of cells can be arranged on the carrier and the corresponding newly created spaces can again be filled and so on. The first gap is generally defined in such a way that the battery cells of the at least one first cell group adjoin it, in particular only the battery cells of the at least one first cell group. The battery cells of the first cell group do not have to completely enclose this intermediate space. The battery cells of this first cell group can also be arranged at a small distance from one another. However, this distance is preferably dimensioned in adaptation to the viscosity of the plastic in the non-hardened state such that this plastic does not run out through these spaces after introduction or at most an extremely small proportion, for example a maximum of 5%. Furthermore, the plastic is introduced into the intermediate space from above, that is to say starting from a side of the battery cells arranged on the carrier which is opposite the carrier. The terms “top” and “bottom” here refer to the intended position of the carrier and the battery cells during the introduction of the at least one first part of the plastic.

Die erste Menge der Batteriezelle kann dabei eine erste Teilmenge aller bereitgestellten Batteriezellen darstellen. Optional, aber weniger bevorzugt, kann die erste Menge auch alle der bereitgestellten Batteriezellen, die letztendlich auf dem Träger angeordnet werden sollen, darstellen. Zudem kann die erste Menge auch mehrere erste Zellgruppen aufweisen. Dabei kann eine Batteriezelle der ersten Menge Teil mehrerer solcher ersten Zellgruppen sein. Dies hängt vom vorbestimmten Anordnungsmuster ab und davon, welcher Anteil der Gesamtanordnung auf den Träger gemäß der ersten Menge aufgebracht wird. Das Anordnungsmuster bestimmt sozusagen die Anordnung aller Batteriezellen auf dem Träger in ihrer finalen Position. Dabei kommen grundsätzlich verschiedene Muster in Frage. Bevorzugt ist es dabei, dass die Batteriezellen reihenweise auf dem Träger angeordnet sind. Weiterhin ist es dabei bevorzugt, dass unmittelbar benachbarte Reihen von Batteriezellen zueinander um den halben Zellabstand zweier benachbart angeordneter Zellen in Zellreihenerstreckungsrichtung versetzt sind. Gemäß dieser Anordnung beziehungsweise gemäß diesem vorbestimmten Anordnungsmuster hat dann jede Zelle, die von einer Randzelle verschieden ist, sechs nächste Nachbarn, die insbesondere den gleichen Abstand zur zentralen Zelle haben. Weiterhin ist dann jede Zelle, die keine Randzelle darstellt, von sechs Zwischenräumen umgeben, und jeder Zwischenraum wird durch drei angrenzende Zellen begrenzt. Dies stellt auch das bevorzugte Anordnungsmuster dar, da dies eine besonders hohe Packdichte erlaubt.The first set of battery cells can represent a first subset of all battery cells provided. Optionally, but less preferred, the first set can also represent all of the provided battery cells that are ultimately to be arranged on the carrier. In addition, the first set can also have a plurality of first cell groups. In this case, a battery cell of the first set can be part of a plurality of such first cell groups. This depends on the predetermined array pattern and what proportion of the total array is applied to the carrier according to the first quantity. The arrangement pattern determines, so to speak, the arrangement of all battery cells on the carrier in their final position. There are basically different patterns to consider. It is preferred that the battery cells are arranged in rows on the carrier. Furthermore, it is preferred that immediately adjacent rows of battery cells are offset from one another by half the cell spacing of two adjacently arranged cells in the cell row extension direction. According to this arrangement or according to this predetermined arrangement pattern, each cell that differs from an edge cell then has six nearest neighbors, which in particular are at the same distance from the central cell. Furthermore, each non-boundary cell is then surrounded by six spaces, and each space is defined by three adjacent cells limited. This is also the preferred arrangement pattern, since it allows a particularly high packing density.

Entsprechend stellt es eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn das Anordnungsmuster derart ausgestaltet ist, dass, wenn alle der bereitgestellten Batteriezellen auf dem Träger angeordnet sind, eine Zellanordnung bereitgestellt ist, die mehrere Zellreihen aufweist, wobei je zwei benachbarte Zellreihen in einer Erstreckungsrichtung der jeweiligen Zellreihen um einen halben Zellenabstand zueinander versetzt sind, wobei der Zellabstand als ein Abstand zwischen den Stirnseitenmitten zweier benachbarter Batteriezellen einer gleichen Zellreihe in deren Erstreckungsrichtung definiert ist. Dadurch lassen sich sehr hohe Packungsdichten realisieren. Die Zwischenräume zwischen den Zellen können dadurch minimiert werden. Auch die Menge an benötigtem, aushärtbarem Kunststoff kann hierdurch auf ein Minimum reduziert werden.Accordingly, it represents a further advantageous embodiment of the invention when the arrangement pattern is designed in such a way that when all of the battery cells provided are arranged on the carrier, a cell arrangement is provided which has a plurality of cell rows, with two adjacent cell rows each in a direction of extension of the respective cell rows are offset from one another by half a cell spacing, the cell spacing being defined as a distance between the end face centers of two adjacent battery cells of the same cell row in the direction in which they extend. This allows very high packing densities to be achieved. The gaps between the cells can be minimized as a result. The amount of hardenable plastic required can also be reduced to a minimum as a result.

Denkbar ist es jedoch auch, dass zum Beispiel die Zellen in Zellreihen nebeneinander angeordnet werden, ohne dass diese zueinander in Reihenerstreckungsrichtung versetzt sind. In diesem Fall ist dann jede Zelle von vier Zwischenräumen umgeben und jeder Zwischenraum von vier Zellen begrenzt.However, it is also conceivable that, for example, the cells are arranged next to one another in rows of cells without being offset from one another in the direction in which the rows extend. In this case, then, each cell is surrounded by four spaces and each space is bounded by four cells.

Weiterhin muss nicht notwendigerweise jeder Zwischenraum zwischen Zellen einer Zellgruppe mit dem aushärtbaren Kunststoff befüllt werden. Denkbar ist es auch, dass nur jeder zweite Zwischenraum mit einem solchen Kunststoff befüllt wird. Zugunsten der Stabilität ist es jedoch bevorzugt, alle der zwischen den Zellen bereitgestellten Zwischenräume mit entsprechenden Teilen des aushärtbaren Kunststoffs zu befüllen. Die Grenzlinie eines jeweiligen ersten Zwischenraums wird dabei zum Großteil durch die Batteriezellen der mindestens einen ersten Zellgruppe begrenzt. Mit anderen Worten werden die Batteriezellen möglichst eng aneinander angeordnet. Der verbleibende Zwischenraum zwischen den Batteriezellen weist dabei eine Grundfläche auf, die durch eine Teilfläche des Trägers bestimmt ist, auf welche keine weitere Batteriezelle Platz hat. Mit anderen Worten sind die Batteriezellen derart eng beisammen auf dem Träger angeordnet, dass in den definierten ersten Zwischenraum keine gleichartige Batteriezelle mehr eingebracht werden könnte. Grundsätzlich sind vorzugsweise alle der bereitgestellten Batteriezellen hinsichtlich ihrer Geometrie gleichartig ausgebildet.Furthermore, it is not necessary for every space between cells in a cell group to be filled with the curable plastic. It is also conceivable that only every second gap is filled with such a plastic. However, for the sake of stability, it is preferred to fill all of the spaces provided between the cells with appropriate parts of the curable plastic. In this case, the boundary line of a respective first intermediate space is largely delimited by the battery cells of the at least one first cell group. In other words, the battery cells are arranged as close together as possible. The remaining space between the battery cells has a base area that is determined by a partial area of the carrier on which no other battery cell has space. In other words, the battery cells are arranged so closely together on the carrier that battery cells of the same type could no longer be introduced into the defined first intermediate space. In principle, all of the battery cells provided are preferably of the same design with regard to their geometry.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird als Kunststoff ein schnell aushärtender Kunststoff, insbesondere ein schnell aushärtendes Polymer, zum Beispiel ein schnell aushärtender Klebstoff, verwendet. Insbesondere stellt der Kunststoff einen derart schnell aushärtenden Kunststoff dar, dass der erste Teil des Kunststoffs nach dem Einbringen innerhalb von einer Zeitdauer aushärtet, die kleiner ist als 1 Minute, insbesondere kleiner als 20 Sekunden, besonders bevorzugt kleiner als 10 Sekunden oder sogar kleiner als 5 Sekunden. Es gibt sogar schnell aushärtende Polymere, zum Beispiel Klebstoffe, die im einstelligen Sekundenbereich, ja sogar innerhalb von 1 Sekunde aushärten. Dadurch lassen sich extrem kurze Prozesszeiten realisieren. Einen beispielhaften, sehr schnell aushärtender Klebstoff gibt es z.B. von der Firma Nolax. Ein solcher schnell aushärtender Kunststoff kann zum Beispiel als Mehrkomponentenkunststoff, insbesondere zwei Komponentenkunststoff, zum Beispiel als Zweikomponenten-PU-Klebstoff bereitgestellt werden. Im Allgemeinen muss der aushärtbare Kunststoff, insbesondere der schnell aushärtende Kunststoff, z.B. ein Polymer, dabei nicht notwendigerweise auch klebenden Eigenschaften besitzen, diese sind lediglich optional. Beim aushärtbaren Kunststoff kann es sich also auch um einen nicht klebenden Kunststoff handeln. Die mehreren Komponenten des Kunststoffs sind dabei vor dem Einbringen voneinander separiert und werden beispielsweise über einen geeigneten Mischer, zum Beispiel einen Statikmischer, in den ersten Zwischenraum eingebracht. Durch den Mischer werden die beiden Komponenten während des Durchlaufens der Mischerkanäle gemischt. Ab dem Zeitpunkt der Mischung der Komponenten beginnt dabei das Aushärten des Kunststoffs. Es muss als nicht lange gewartet werden, bis sich dieser viskos applizierte Zellhalter verfestigt und als solcher seine Funktion aufnehmen kann. Somit können noch größere Zeitvorteile gegenüber dem zeitaufwändigen Einfädeln der einzelnen Zellen in ein Zellraster erzielt werden.In a particularly advantageous embodiment of the invention, a rapidly curing plastic, in particular a rapidly curing polymer, for example a rapidly curing adhesive, is used as the plastic. In particular, the plastic is a plastic that hardens so quickly that the first part of the plastic hardens after introduction within a period of time that is less than 1 minute, in particular less than 20 seconds, particularly preferably less than 10 seconds or even less than 5 seconds. There are even fast-curing polymers, such as adhesives, that cure in single-digit seconds, even within 1 second. This allows extremely short process times to be achieved. An example of a very fast-curing adhesive is available from the Nolax company. Such a rapidly curing plastic can be provided, for example, as a multi-component plastic, in particular two-component plastic, for example as a two-component PU adhesive. In general, the hardenable plastic, in particular the fast-hardening plastic, e.g. a polymer, does not necessarily have to have adhesive properties, these are only optional. The curable plastic can also be a non-stick plastic. The several components of the plastic are separated from one another before being introduced and are introduced into the first intermediate space, for example via a suitable mixer, for example a static mixer. The two components are mixed by the mixer while passing through the mixer channels. As soon as the components are mixed, the plastic begins to harden. It does not have to be long before this viscous applied cell holder solidifies and as such can start its function. In this way, even greater time savings can be achieved compared to the time-consuming threading of the individual cells into a cell grid.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden beim Anordnen der ersten Menge der Batteriezellen auf dem Träger die Batteriezellen der ersten Menge mittels eines Klebstoffs auf den Träger geklebt. Als Klebstoff wird dabei vorzugsweise ein von dem aushärtenden Kunststoff verschiedener Klebstoff verwendet. Dieser weist weiterhin bevorzugt eine längere Aushärtezeit auf. Weiterhin ist es bevorzugt, dass dieser Klebstoff eine gute thermische Leitfähigkeit aufweist, zum Beispiel besser als die des aushärtenden Kunststoffs. Dieser Klebstoff dient sozusagen als Lückenschließer zwischen den Zellböden und dem Träger. Dies ist besonders vorteilhaft, vor allem wenn durch den Träger eine Kühlfunktion zur Kühlung der Batteriezellen bereitgestellt werden muss, da so die thermische Anbindung der Zellen an den Träger deutlich verbessert wird. Während dieser Klebstoff, mittels welchem die Batteriezellen auf den Träger geklebt werden, aushärtet, kann der in die Zwischenräume eingebrachte und bereits ausgehärtete Kunststoff die Batteriezellen stabilisieren. Damit kann vorteilhafterweise durch den aushärtbaren beziehungsweise ausgehärteten Kunststoff auch ein Verrutschen der Zellen während der Aushärtung des Klebstoffs, mittels welchem die Zelle auf den Träger geklebt sind, verhindert werden. Um die Batteriezellen auf den Träger zu kleben, kann zum Beispiel zunächst der Klebstoff auf dem Träger angeordnet werden, bevor die erste Menge der Batteriezellen auf dem Träger angeordnet wird. Anschließend können die Batteriezellen auf den mit dem Klebstoff versehenen Träger aufgesetzt werden. Der Klebstoff kann dabei großflächig auf den Träger aufgebracht werden, das heißt auch auf Bereiche des Trägers, auf die keine Batteriezellen aufgesetzt werden. Bevorzugt ist jedoch eine punktuelle Auftragung des Klebstoffs gezielt auf die Bereiche des Trägers, auf welche im Anschluss die Batteriezellen zumindest der ersten Menge der Batteriezellen aufgesetzt werden. Dadurch kann Klebstoff eingespart werden. Alternativ ist es auch denkbar, zum Beispiel die Unterseiten der Batteriezellen, das heißt diejenigen Seiten der Batteriezellen, die aufgesetzten Zustand dem Träger zugewandt sind, mit dem Klebstoff zu versehen und anschließend auf den Träger aufzusetzen. Mit anderen Worten kann der Klebstoff zusätzlich oder alternativ auch auf die Batteriezellen aufgebracht werden, die anschließend auf den Träger aufgesetzt werden. Um ein Verfestigen oder Aushärten des Klebstoffs zu verhindern, bevor die Batteriezellen der ersten Menge bestimmungsgemäß auf dem Träger angeordnet sind, ist es entsprechend vorteilhaft, wenn dieser Klebstoff eine längere Aushärtezeit aufweist als der oben beschriebene schnell aushärtende Kunststoff.In a further advantageous embodiment of the invention, when arranging the first set of battery cells on the carrier, the battery cells of the first set are glued to the carrier by means of an adhesive. An adhesive that is different from the hardening plastic is preferably used as the adhesive. This also preferably has a longer curing time. Furthermore, it is preferred that this adhesive has good thermal conductivity, for example better than that of the curing plastic. This adhesive serves, so to speak, as a gap-closer between the cell bottoms and the carrier. This is particularly advantageous, especially when the carrier has to provide a cooling function for cooling the battery cells, since this significantly improves the thermal connection of the cells to the carrier. While this adhesive, by means of which the battery cells are glued to the carrier, hardens, the plastic introduced into the gaps and already hardened can damage the bat stabilize tery cells. In this way, the curable or cured plastic can advantageously also prevent the cells from slipping during curing of the adhesive, by means of which the cells are glued to the carrier. In order to glue the battery cells to the carrier, for example, the adhesive can first be arranged on the carrier before the first quantity of battery cells is arranged on the carrier. The battery cells can then be placed on the carrier provided with the adhesive. In this case, the adhesive can be applied over a large area to the carrier, that is to say also to areas of the carrier on which no battery cells are placed. However, it is preferred to apply the adhesive at specific points to the areas of the carrier on which the battery cells of at least the first set of battery cells are then placed. Adhesive can be saved as a result. Alternatively, it is also conceivable, for example, to provide the undersides of the battery cells, that is to say those sides of the battery cells which face the carrier in the fitted state, with the adhesive and then place it on the carrier. In other words, the adhesive can additionally or alternatively also be applied to the battery cells, which are then placed on the carrier. In order to prevent the adhesive from solidifying or curing before the battery cells of the first set are arranged as intended on the carrier, it is correspondingly advantageous if this adhesive has a longer curing time than the rapidly curing plastic described above.

Bei einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung stellen die Batteriezellen zylindrische Batteriezellen dar, die jeweils eine erste Stirnseite, eine der ersten Stirnseite bezüglich einer ersten Richtung gegenüberliegende zweite Stirnseite und eine die erste und zweite Stirnseite verbindende Mantelfläche und eine Höhe bezüglich der ersten Richtung aufweisen, wobei die Batteriezellen derart auf dem Träger angeordnet werden, dass ihre jeweiligen ersten Stirnseiten dem Träger zugewandt sind. Eine nachträgliche Verschaltung der Batteriezellen kann dann zum Beispiel über ihre jeweiligen zweiten Stirnseiten erfolgen. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es zudem bevorzugt, dass der erste Zwischenraum nicht über die gesamte Höhe der Batteriezellen hinweg aufgefüllt wird, sondern beispielsweise maximal zur halben Höhe der Batteriezellen der ersten Zellgruppe mit dem Kunststoff befüllt wird, vorzugsweise bis maximal 10 % deren Höhe. Dies ist bereits vollkommen ausreichend, um durch den ausgehärteten Kunststoff eine robuste Zellhalterung bereitzustellen. Dadurch kann entsprechend Material eingespart werden. Die Füllhöhe kann letztendlich äußerst gering ausfallen und zum Beispiel im einstelligen Millimeterbereich liegen, zum Beispiel 2 mm betragen.In a further very advantageous embodiment of the invention, the battery cells are cylindrical battery cells, each of which has a first end face, a second end face opposite the first end face with respect to a first direction, and a lateral surface connecting the first and second end faces and a height with respect to the first direction. wherein the battery cells are arranged on the carrier in such a way that their respective first end faces face the carrier. Subsequent interconnection of the battery cells can then take place, for example, via their respective second end faces. According to a further advantageous embodiment of the invention, it is also preferred that the first intermediate space is not filled over the entire height of the battery cells, but instead is filled with the plastic to a maximum of half the height of the battery cells of the first cell group, preferably up to a maximum of 10% Height. This is already completely sufficient to provide a robust cell holder through the hardened plastic. As a result, material can be saved accordingly. The fill level can ultimately be extremely low and, for example, be in the single-digit millimeter range, for example 2 mm.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die Batteriezellen der mindestens einen ersten Zellgruppe einen minimalen Abstand zueinander auf, der maximal 5 mm beträgt, insbesondere maximal 2 mm, bevorzugt maximal 1 mm. Besonders bevorzugt liegt also der minimale Abstand im Bereich zwischen 0,5 mm und 1 mm. Dadurch können äußerst dichte Zellpackungen und besonders hohe Energiedichten einer Hochvoltbatterie realisiert werden. Gleichzeitig kann dennoch eine einfache und effiziente Zellhalterung durch den viskos applizierten Kunststoff bereitgestellt werden. Dieser kann sich auf besonders einfache Weise noch so filigranen Strukturen der Zwischenräume anpassen. Zudem kann durch so geringe Zellabstände, gemessen senkrecht zur Ausrichtung der Zellhöhen, verhindert werden, dass der in die Zwischenräume eingebrachte Kunststoff vor dem Aushärten aus diesen Zwischenräumen hinausläuft.In a further advantageous embodiment of the invention, the battery cells of the at least one first cell group are at a minimum distance from one another, which is at most 5 mm, in particular at most 2 mm, preferably at most 1 mm. The minimum distance is therefore particularly preferably in the range between 0.5 mm and 1 mm. As a result, extremely dense cell packing and particularly high energy densities of a high-voltage battery can be implemented. At the same time, however, a simple and efficient cell mount can be provided by the plastic applied in a viscous manner. This can be adapted to even the most delicate structures in the gaps in a particularly simple manner. In addition, such small cell distances, measured perpendicularly to the alignment of the cell heights, can prevent the plastic introduced into the gaps from running out of these gaps before curing.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung hält die Halteeinrichtung die Batteriezellen der ersten Zellgruppe auf dem Träger dadurch, dass die Halteeinrichtung auf eine jeweilige zweite Stirnseite eine zumindest zum Großteil in Richtung des Trägers gerichtete Haltekraft ausübt. Beispielsweise kann die Halteeinrichtung ein Halteelement pro zu haltender Batteriezelle aufweisen, welches auf der entsprechenden Stirnseite der betreffenden Batteriezelle, das heißt der zweiten Stirnseite, aufliegt und eine Haltekraft nach unten auf diese ausübt. Dieses Halteelement ist dabei flächenmäßig maximal so groß, wie die Fläche der zweiten Stirnseite der Batteriezelle. Eine solche Halterung von oben hat den großen Vorteil, dass dieser nicht in die Zwischenräume zwischen die Zellen eingreifen muss, in die der Kunststoff eingebracht werden soll. Mit anderen Worten ist die Halteeinrichtung dem Einbringen des Kunststoffs nicht im Weg. So können vorteilhafterweise die Batteriezellen während des Einbringens des Kunststoffs stabilisiert und ein Verrutschen der Zellen verhindert werden.In a further advantageous embodiment of the invention, the holding device holds the battery cells of the first cell group on the carrier in that the holding device exerts a holding force directed at least largely in the direction of the carrier on a respective second end face. For example, the holding device can have a holding element for each battery cell to be held, which rests on the corresponding end face of the relevant battery cell, ie the second end face, and exerts a holding force downwards on it. In terms of surface area, this holding element is at most as large as the surface area of the second end face of the battery cell. Such a mounting from above has the great advantage that it does not have to reach into the spaces between the cells into which the plastic is to be introduced. In other words, the holding device does not get in the way of introducing the plastic. In this way, the battery cells can advantageously be stabilized during the introduction of the plastic and the cells can be prevented from slipping.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Batteriezellen der ersten Menge mittels einer Positioniereinrichtung auf dem Träger angeordnet, die die Batteriezellen im Bereich ihrer Mantelflächen greift, insbesondere wobei die Positioniereinrichtung von den auf dem Träger angeordneten Batteriezellen erst entfernt wird, wenn die Halteeinrichtung die Batteriezellen zumindest der ersten Zellgruppe, insbesondere der ersten Menge, hält. Um die Batteriezellen auf dem Träger zu positionieren, ist eine Positioniereinrichtung ähnlich eines Greifers besonders vorteilhaft, die die Batteriezellen seitlich fasst, das heißt an ihren Mantelflächen greift. Dadurch lassen sich Batteriezellen besonders effizient und zuverlässig heben und anordnen. Die Positioniereinrichtung kann zum Beispiel Greifelemente aufweisen, die sich, wenn die Batteriezellen an ihrer bestimmungsgemäßen Position auf dem Träger angeordnet wurden, in den Zwischenräumen zwischen den Zellen befinden. Damit diese Greifelemente beim Einbringen des Kunststoffs nicht im Weg sind, ist es entsprechend vorteilhaft, nach dem Anordnen der Batteriezellen auf dem Träger die Positioniereinrichtung wieder von den Batteriezellen zu entfernen und während des Einbringens des Kunststoffs in die Zwischenräume stattdessen die Halteeinrichtung zum Halten der Batteriezellen zu verwenden, die stirnseitig an den Batteriezellen angreift. Denkbar ist es aber dennoch, dass diese Positioniereinrichtung gleichzeitig auch die Halteeinrichtung darstellt. Die Positioniereinrichtung kann zum Beispiel mit drei Greifelementen pro zu greifender Batteriezelle ausgebildet sein, die den Batteriezellenmantelbereich greifen und auf dem Träger positionieren. Wie oben bereits beschrieben ist gemäß dem bevorzugten Anordnungsmuster jede Batteriezelle von sechs Zwischenräumen umgeben. Drei davon wären in diesem Beispiel von den Greifelementen der Positioniereinrichtung belegt. In die übrigen drei freien Zwischenräume könnte entsprechend der aushärtbare Kunststoff eingebracht werden. Anschließend könnte die Positioniereinrichtung entfernt werden und optional in die weiteren freien Zwischenräume ebenfalls ein Teil des aushärtbaren Kunststoffs eingebracht werden. So lässt sich eine Einrichtung gleichzeitig zum Positionieren der Zellen auf dem Träger und zum Halten der Zellen während der Applikation des aushärtbaren Kunststoffs verwenden. Darüber hinaus gibt es noch zahlreiche weitere Ausbildungsmöglichkeiten sowohl für die Positioniereinrichtung als auch für die Halteeinrichtung.In a further advantageous embodiment of the invention, the battery cells of the first set are arranged on the carrier by means of a positioning device which grips the battery cells in the area of their lateral surfaces, in particular with the positioning device being removed from the battery cells arranged on the carrier only when the holding device has removed the battery cells at least the first cell group, in particular the first set. In order to position the battery cells on the carrier, a positioning device similar to a gripper is particularly advantageous, which grips the battery cells laterally, ie grips them by their lateral surfaces. This allows Bat lifting and arranging the cells particularly efficiently and reliably. The positioning device can have gripping elements, for example, which are located in the spaces between the cells when the battery cells have been arranged in their intended position on the carrier. So that these gripping elements do not get in the way when the plastic is being introduced, it is correspondingly advantageous to remove the positioning device from the battery cells again after the battery cells have been arranged on the carrier and instead to close the holding device for holding the battery cells while the plastic is being introduced into the gaps use, which attacks the front of the battery cells. However, it is still conceivable that this positioning device also represents the holding device at the same time. The positioning device can be designed, for example, with three gripping elements per battery cell to be gripped, which grip the battery cell casing area and position it on the carrier. As described above, according to the preferred arrangement pattern, each battery cell is surrounded by six spaces. In this example, three of them would be occupied by the gripping elements of the positioning device. The curable plastic could be introduced into the other three free spaces accordingly. The positioning device could then be removed and, optionally, part of the curable plastic could also be introduced into the other free spaces. A device can thus be used simultaneously for positioning the cells on the carrier and for holding the cells during the application of the curable plastic. In addition, there are numerous other design options for both the positioning device and the holding device.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird nach dem Aushärten des ersten Teils des Kunststoffs im ersten Zwischenraum der mindestens einen ersten Zellgruppe, eine zweite Menge der Batteriezellen auf dem Träger gemäß dem vorbestimmten Anordnungsmuster angeordnet, wobei eine zweite Zellgruppe mit mindestens drei der auf dem Träger angeordneten Batteriezellen bereitgestellt ist, die mindestens eine der Batteriezellen der ersten Menge und mindestens eine der Batteriezellen der zweiten Menge umfasst, wobei zwischen den Batteriezellen der zweiten Zellgruppe ein zweiter Zwischenraum gebildet ist, in den ein zweiter Teil des aushärtbaren Kunststoffs eingebracht wird. Wie oben bereits beschrieben, können die einzelnen bereitgestellten und letztendlich auf dem Träger anzuordnenden Batteriezellen reihenweise nacheinander auf dem Träger angeordnet werden und entsprechend auch nacheinander die entsprechenden Zwischenräume zwischen den Zellen befüllt werden. Dies hat sich als besonders effiziente Vorgehensweise erwiesen. Zudem können hierbei die einzelnen Einrichtungen, wie zum Beispiel die beschriebene Positionier- und/oder Halteeinrichtung kleiner und einfacher dimensioniert werden, da diese immer nur eine bestimmte Teilmenge an Batteriezellen positionieren und halten müssen.In a further advantageous embodiment of the invention, after the first part of the plastic has hardened in the first intermediate space of the at least one first cell group, a second set of battery cells is arranged on the carrier according to the predetermined arrangement pattern, with a second cell group having at least three of the cells on the carrier arranged battery cells is provided, which comprises at least one of the battery cells of the first set and at least one of the battery cells of the second set, wherein a second gap is formed between the battery cells of the second cell group, in which a second part of the curable plastic is introduced. As already described above, the individual battery cells provided and ultimately to be arranged on the carrier can be arranged in rows one after the other on the carrier and the corresponding gaps between the cells can also be filled one after the other accordingly. This has proven to be a particularly efficient approach. In addition, the individual devices, such as the positioning and/or holding device described, can be dimensioned smaller and simpler, since they only ever have to position and hold a specific subset of battery cells.

Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine Batteriezellenanordnung, die mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens oder einem seiner Ausgestaltungen bereitgestellt wurde. Auch eine Hochvoltbatterie mit einer solchen Batteriezellenanordnung, sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Batteriezellenanordnung, sollen als zur Erfindung gehörend angesehen werden. Das Kraftfahrzeug ist dabei vorzugsweise als ein Elektro- oder Hybridfahrzeug ausgebildet.Furthermore, the invention also relates to a battery cell arrangement that was provided by means of a method according to the invention or one of its configurations. A high-voltage battery with such a battery cell arrangement, as well as a motor vehicle with such a battery cell arrangement, should also be regarded as belonging to the invention. The motor vehicle is preferably designed as an electric or hybrid vehicle.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.The motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car or truck, or as a passenger bus or motorcycle.

Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Batteriezellenanordnung, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Batteriezellenanordnung hier nicht noch einmal beschrieben.The invention also includes developments of the battery cell arrangement according to the invention, which have features as have already been described in connection with the developments of the method according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the battery cell arrangement according to the invention are not described again here.

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.The invention also includes the combinations of features of the described embodiments. The invention also includes implementations that each have a combination of the features of several of the described embodiments, unless the embodiments were described as mutually exclusive.

Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer Batteriezellenanordnung in einer Draufsicht, die mittels eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung bereitgestellt wurde;
2 eine schematische und perspektivische Darstellung einer Zellgruppe der Batteriezellenanordnung aus 1;
3 eine schematische Darstellung der Batteriezellenanordnung aus 1 mit einer Positioniereinrichtung zum Positionieren der Batteriezellen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
4 eine schematische Veranschaulichung des Ablaufs zum Bereitstellen der Batteriezellenanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Exemplary embodiments of the invention are described below. For this shows:

1 a schematic representation of a battery cell arrangement in a plan view, which was provided by a method according to an embodiment of the invention;
2 a schematic and perspective representation of a cell group of the battery cell arrangement 1 ;
3 a schematic representation of the battery cell arrangement 1 with a positioning device for positioning the battery cells according to an embodiment of the invention; and
4 a schematic illustration of the process for providing the battery cell len arrangement according to an embodiment of the invention.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another and that each also develop the invention independently of one another. Therefore, the disclosure is also intended to encompass combinations of the features of the embodiments other than those illustrated. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention that have already been described.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.In the figures, the same reference symbols designate elements with the same function.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Batteriezellenanordnung 10 in einer Draufsicht, die mittels eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung bereitgestellt wurde. Die Batteriezellenanordnung 10 weist dabei zunächst einen Träger 12 auf, der als eine Grundplatte, insbesondere als eine Kühlplatte, bereitgestellt sein kann. Zudem umfasst die Batteriezellenanordnung 10 mehrere Rundzellen 14, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit in 1 nur eine mit einem Bezugszeichen versehen ist. Die aus Rundzellen 14 ausgebildeten Batteriezellen 14 sind dabei gemäß einem vorbestimmten Anordnungsschema auf dem Träger 12 angeordnet. Gemäß diesem Anordnungsmuster beziehungsweise Anordnungsschema sind die Batteriezellen 14 in einzelnen Reihen, vorliegend exemplarisch drei Reihen R1, R2, R3 angeordnet. Jede Reihe R1, R2, R3 weist dabei mehrere Batteriezellen 14, in diesem Beispiel fünf Batteriezellen, auf. Zudem sind in diesem Beispiel zueinander benachbarte Reihen R1, R2, R3 in Reihenerstreckungsrichtung, die hier zur dargestellten x-Richtung korrespondiert, zueinander versetzt, und zwar um einen halben Zellabstand A. Dieser Zellabstand A ist insbesondere von Zellmitte M zur Zellmitte M gemessen, wobei sich hier die Zellmitte M auf eine Mitte der jeweiligen Stirnseiten 14a der Batteriezellen 14 bezieht. Durch dieses Anordnungsmuster ergeben sich zwischen den Zellen 14 Zwischenräume 16, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit hier ebenfalls nur einige mit einem Bezugszeichen versehen sind. Ein jeweiliger dieser Zwischenräume 16 ist gemäß diesem Anordnungsmuster der Zellen 14 von drei Batteriezellen 14 umschlossen. Die einen solchen Zwischenraum 16 umschließenden Batteriezellen 14 werden im Folgenden auch als Zellgruppe 18 bezeichnet. Eine solche Zellgruppe ist exemplarisch perspektivisch noch einmal in 2 dargestellt. Die mehreren auf dem Träger 12 angeordneten Batteriezellen 14 können zudem noch von einem Rahmen 20 umschlossen sein. Wie vor allem in 2 zu erkennen ist, weist eine jeweilige Rundzelle 14 zwei Stirnseiten 14a, 14b auf sowie eine die Stirnseiten 14a, 14b verbindende Mantelfläche 14c. Dabei sind die Batteriezellen 14 mit einer ihrer Stirnseiten 14b dem Träger 12 zugewandt auf diesem angeordnet. Insbesondere sind die Zellen 14 dabei auf dem Träger 12 angeklebt. Entsprechend befindet sich zwischen den jeweiligen Zellen 14 und dem Träger 12 ein Klebstoff 22. Dieser stellt vorzugsweise einen thermisch gut leitenden Klebstoff 22 dar, um die thermische Anbindung der Zellen 14 an den Träger 12 zu optimieren. 1 shows a schematic representation of a battery cell arrangement 10 in a top view, which was provided by means of a method according to an embodiment of the invention. The battery cell arrangement 10 initially has a carrier 12 which can be provided as a base plate, in particular as a cooling plate. In addition, the battery cell arrangement 10 includes a plurality of round cells 14, of which for reasons of clarity in 1 only one is provided with a reference number. The battery cells 14 formed from round cells 14 are arranged on the carrier 12 according to a predetermined arrangement scheme. According to this arrangement pattern or arrangement scheme, the battery cells 14 are arranged in individual rows, in the present example three rows R1, R2, R3. Each row R1, R2, R3 has several battery cells 14, five battery cells in this example. In addition, in this example, rows R1, R2, R3 that are adjacent to one another are offset from one another in the row extension direction, which corresponds here to the x-direction shown, by half a cell spacing A. This cell spacing A is measured in particular from cell center M to cell center M, where here the cell center M refers to a center of the respective end faces 14a of the battery cells 14 . This arrangement pattern results in gaps 16 between the cells 14, of which only a few are provided with a reference number for reasons of clarity. A respective one of these intermediate spaces 16 is surrounded by three battery cells 14 according to this arrangement pattern of the cells 14 . The battery cells 14 enclosing such an intermediate space 16 are also referred to below as a cell group 18 . Such a cell group is once again in perspective as an example 2 shown. The multiple battery cells 14 arranged on the carrier 12 can also be enclosed by a frame 20 . As especially in 2 As can be seen, each round cell 14 has two end faces 14a, 14b and a lateral surface 14c connecting the end faces 14a, 14b. The battery cells 14 are arranged on the carrier 12 with one of their end faces 14b facing the latter. In particular, the cells 14 are glued to the carrier 12 . Accordingly, there is an adhesive 22 between the respective cells 14 and the carrier 12. This preferably represents an adhesive 22 with good thermal conductivity in order to optimize the thermal connection of the cells 14 to the carrier 12.

Um solche Zellen während der Aushärtezeit eines solchen Klebstoffs 22 sowie auch während der Fahrt bei kurzzeitigen, stoßartigen Belastungen, zum Beispiel bei einem Crash, vor einem Verrutschen zu schützen, weisen herkömmliche Zellanordnungen Zellraster auf. Dies erschwert jedoch die Herstellung solcher Zellanordnungen, gerade bei sehr großen Zellanordnungen, wie dies bei Hochvoltbatterien für Kraftfahrzeuge der Fall ist. Um möglichst hohe Packungsdichten realisieren zu können, sollten die Abstände zwischen den Zeilen möglichst klein gehalten werden. In 1 ist beispielsweise der minimale Zellabstand mit d bezeichnet. Dies führt wiederum zu sehr filigranen Strukturen solcher herkömmlichen Zellhalter, die dann aufgrund ihrer Größe unvermeidbar einen gewissen Verzug aufweisen. Dadurch erschwert sich das Einfädeln der einzelnen Zellen in einen solchen Zellhalter.Conventional cell arrangements have cell grids to protect such cells from slipping during the curing time of such an adhesive 22 and also while driving in the event of short-term, impact loads, for example in the event of a crash. However, this makes the production of such cell arrangements more difficult, especially in the case of very large cell arrangements, as is the case with high-voltage batteries for motor vehicles. In order to be able to achieve the highest possible packing densities, the distances between the rows should be kept as small as possible. In 1 For example, the minimum cell spacing is denoted by d. This in turn leads to very filigree structures of such conventional cell holders, which then inevitably have a certain distortion due to their size. This makes it more difficult to thread the individual cells into such a cell holder.

Diese Problem können nun vorteilhafterweise durch die Erfindung und ihre Ausgestaltungen vermieden werden, indem als Zellhalter ein viskoseappliziertes Zellraster bereitgestellt wird. Zu diesem Zweck kann in die Zwischenräume 16, wie diese in 1 illustriert sind, ein schnell aushärtender Kunststoff 24, insbesondere ein schnell aushärtendes Polymer ähnlich einem Sekundenkleber, appliziert beziehungsweise eingebracht werden. Wie in 2 zu sehen ist, wird dieser Kunststoff 24 dabei nicht über die gesamte Höhe H einer Batteriezelle 14 in den Zwischenraum 16 eingefüllt, sondern nur über einen kleinen Teil dieser Höhe H, vorzugsweise bei maximal 10 %. Solche schnell aushärtenden Polymere 24 beziehungsweise Kunststoffe 24 können dabei binnen Sekunden, zum Beispiel innerhalb von 1 Sekunde, aushärten. Dabei wirkt sich die Aushärtezeit zwar gegenläufig, aber nur geringfügig auf die gesamte Prozesszeit aus. Im Gegensatz zu einem Vollverguss wird bei dem viskos applizierten Zellraster, welches durch diesen eingefüllten Kunststoff 24 bereitgestellt wird, nur eine geringe Menge des Materials lokal appliziert, das heißt in die Zwischenräume 16 eingefüllt. Dadurch kann enorm an Materialeinzelkosten eingespart werden, sowie vor allem auch Prozesszeit für ein zeitaufwändiges Einfädeln der Zellen in ein Zellraster.These problems can now advantageously be avoided by the invention and its configurations, in that a cell grid applied with viscose is provided as the cell holder. For this purpose, the gaps 16, such as those in 1 are illustrated, a fast-hardening plastic 24, in particular a fast-hardening polymer similar to superglue, is applied or introduced. As in 2 As can be seen, this plastic 24 is not filled into the intermediate space 16 over the entire height H of a battery cell 14, but only over a small part of this height H, preferably at a maximum of 10%. Such fast-curing polymers 24 or plastics 24 can cure within seconds, for example within 1 second. The curing time has the opposite effect, but only slightly on the overall process time. In contrast to full encapsulation, only a small amount of the material is applied locally in the case of the viscous applied cell grid, which is provided by this filled plastic 24 , that is to say it is filled into the interstices 16 . This allows enormous savings in material costs, as well as before above all process time for a time-consuming threading of the cells into a cell grid.

Um eine solche Zellanordnung 10 bereitzustellen, müssen nicht notwendigerweise alle auf dem Träger 12 anzuordnenden Batteriezellen 14 gleichzeitig auf dem Träger 12 angeordnet und auch die Zwischenräume 16 nicht notwendigerweise alle gleichzeitig mit einem solchen Kunststoff 24 befüllt werden. Vielmehr ist hierbei eine reihenweise Vorgehensweise bevorzugt. Um dies zu veranschaulichen, sind in 1 zwei Teilmengen T1, T2 der Batteriezellen 14 veranschaulicht, nämlich eine erste Menge T1, die die ersten beiden Reihen R1, R2 umfasst, und eine zweite Menge T2, die die dritte Reihe R3 bereitstellt. So können zum Beispiel zunächst die ersten beiden Reihen R1, R2, das heißt die erste Menge T1 an Batteriezellen 14 auf den Träger 12 aufgeklebt werden und dann die zwischen jeweiligen Zellgruppen 18 bereitgestellten Zwischenräume 16 mit dem schnell aushärtenden Kunststoff befüllt werden. Anschließend kann die zweite Menge T2, also beispielsweise die dritte Reihe R3, auf dem Träger 12 neben den bereits angeordneten Batteriezellen 14 angeordnet werden und anschließend die sich neu ergebenden Zwischenräume 16 mit dem Kunststoff 24 befüllt werden. So kann fortgefahren werden, bis alle Batteriezellen 14 bestimmungsgemäß auf dem Träger 12 angeordnet sind. Beispielsweise könnten somit jeweils zehn Zellen 14, das heißt zwei Reihen R1, R2 ä fünf Zellen 14 gleichzeitig auf der Kühlplatte, das heißt dem Träger 12, positioniert werden. In den Zwischenraum von je drei Zellen 14 wird kühlplattennah ein schnell vernetzendes Polymer, zum Beispiel ein schnell aushärtender Klebstoff, appliziert. Dadurch können die Zellen 14 zueinander fixiert. Zum Positionieren der Zellen 14 auf dem Träger 12 kann eine Positioniereinrichtung 26, zum Beispiel ein Greifer, verwendet werden (vergleiche 3), der mehrere einzelne Greifeinheiten 28 aufweist. Dieser kann nach dem Fixieren der Zellen 14, oder bereits auch früher, wie später näher erläutert, wieder entfernt werden.In order to provide such a cell arrangement 10, it is not necessary for all of the battery cells 14 to be arranged on the carrier 12 to be arranged on the carrier 12 at the same time, and the gaps 16 also need not all be filled with such a plastic 24 at the same time. Rather, a sequential procedure is preferred here. To illustrate this, in 1 illustrates two subsets T1, T2 of the battery cells 14, namely a first set T1, which includes the first two rows R1, R2, and a second set T2, which provides the third row R3. For example, the first two rows R1, R2, ie the first quantity T1 of battery cells 14, can be glued onto the carrier 12 and then the gaps 16 provided between the respective cell groups 18 can be filled with the rapidly hardening plastic. The second set T2, ie, for example, the third row R3, can then be arranged on the carrier 12 next to the battery cells 14 that have already been arranged, and then the newly created intermediate spaces 16 can be filled with the plastic 24. This can be continued until all battery cells 14 are arranged on the carrier 12 as intended. For example, ten cells 14, that is, two rows R1, R2—five cells 14 could be positioned simultaneously on the cooling plate, that is, the carrier 12. A rapidly crosslinking polymer, for example a rapidly curing adhesive, is applied in the space between three cells 14 in the vicinity of the cooling plate. As a result, the cells 14 can be fixed to one another. A positioning device 26, for example a gripper, can be used to position the cells 14 on the carrier 12 (cf 3 ), which has several individual gripping units 28. This can be removed again after the cells 14 have been fixed, or earlier, as will be explained in more detail later.

3 veranschaulicht dabei das Prinzip der Positioniereinrichtung 26 anhand der Batteriezellenanordnung 10, wie diese auch zu 1 beschrieben wurde. Dies ist hierbei wiederum in einer Draufsicht dargestellt. Die Positioniereinrichtung 26 weist also mehrere Greifeinheiten 28, zum Beispiel eine pro Batteriezelle 14 auf. Diese Greifeinheiten 28 sind dazu ausgelegt, eine jeweilige Batteriezelle 14 im Bereich ihrer Mantelfläche 14c zu greifen. Dazu kann eine jeweilige Greifeinheit 28 mehrere Greifelemente 30, zum Beispiel drei Greifelemente 30, wie in 3 dargestellt, aufweisen. Die einzelnen Greifelemente 30 können zum Beispiel über Spannelemente 29, zum Beispiel Federn, miteinander verbunden sein, die die Greifelemente 30 zueinander spannen, woraus eine Haltekraft der Greifelemente 30 in Richtung der gehaltenen Zelle 14 resultiert. Wie oben bereits erwähnt, sind die minimalen Abstände d (vergleiche 1) zwischen den einzelnen Zellen 14 möglichst klein und liegen zum Beispiel im Bereich von 1 mm. Die Greifelemente 30 können zum Beispiel als Spanntechnik-Haltestifte realisiert sein, die dann einen maximalen Durchmesser von z.B. 5 mm in der in 3 dargestellten Ebene aufweisen. Dadurch passen drei solcher Haltestifte 30 gleichzeitig in den Zwischenraum 16 zwischen den Zellen 14, insbesondere wenn die Zellen 14 einen Durchmesser von 21 mm aufweisen, da sich dann ein frei zugänglicher Bereich 16 mit einem Durchmesser D von 9 mm ergibt. Denkbar sind aber auch größere Zelldurchmesser der Batteriezellen 14 als 21 mm, zum Beispiel 46 mm. Der Durchmesser D beträgt in diesem Fall dann ca. 1 cm. Weist eine jeweilige Greifeinheit 28 drei solcher Greifelemente 30 auf und sind diese wie in 3 zu sehen angeordnet, so sind nicht alle Zwischenräume 16 zwischen den Zellen 14 durch solche Greifelemente 30 belegt, wenn die Zellen 14 auf der Trägerplatte 12 angeordnet sind. Somit ist es beispielsweise denkbar, dass die nicht durch solche Greifelemente 30 belegten Zwischenräume 16 zuerst mit dem aushärtenden Kunststoff 24 befüllt werden, anschließend die Positioniereinrichtung 26 von den Zellen 14 entfernt wird und dann die verbleibenden Zwischenräume 16 mit dem aushärtenden Kunststoff befüllt werden. Denkbar ist es aber auch, die Zellen 14 während des Befüllens der Zwischenräume 16 mit dem Kunststoff 24 durch eine separate Halteeinrichtung 32 (vergleiche 4) zu halten. Wie dies nun nachfolgend näher erläutert wird. 3 illustrates the principle of the positioning device 26 based on the battery cell arrangement 10, as well as this 1 was described. This is again shown here in a plan view. The positioning device 26 thus has a plurality of gripping units 28 , for example one per battery cell 14 . These gripping units 28 are designed to grip a respective battery cell 14 in the area of its lateral surface 14c. For this purpose, a respective gripping unit 28 can have a plurality of gripping elements 30, for example three gripping elements 30, as in 3 shown, have. The individual gripping elements 30 can, for example, be connected to one another via tensioning elements 29, for example springs, which tension the gripping elements 30 relative to one another, resulting in a holding force of the gripping elements 30 in the direction of the cell 14 being held. As mentioned above, the minimum distances are d (compare 1 ) between the individual cells 14 as small as possible and are, for example, in the range of 1 mm. The gripping elements 30 can be implemented, for example, as clamping technology holding pins, which then have a maximum diameter of, for example, 5 mm in the 3 have shown level. As a result, three such retaining pins 30 fit simultaneously into the space 16 between the cells 14, in particular when the cells 14 have a diameter of 21 mm, since a freely accessible area 16 then results with a diameter D of 9 mm. However, larger cell diameters of the battery cells 14 than 21 mm, for example 46 mm, are also conceivable. In this case, the diameter D is approximately 1 cm. If a respective gripping unit 28 has three such gripping elements 30 and if these are as in 3 arranged as seen, not all spaces 16 between the cells 14 are occupied by such gripping elements 30 when the cells 14 are arranged on the carrier plate 12. Thus it is conceivable, for example, that the spaces 16 not occupied by such gripping elements 30 are first filled with the hardening plastic 24, the positioning device 26 is then removed from the cells 14 and then the remaining spaces 16 are filled with the hardening plastic. However, it is also conceivable to use a separate holding device 32 (cf 4 ) to keep. As will now be explained in more detail below.

4 zeigt dabei eine schematische Veranschaulichung des Ablaufs des Anordnens der Zellen 14 auf dem Träger 12 anhand einiger exemplarischer Zellen. Die einzelnen Ablaufschritte sind hierbei schematisch durch gestrichelte Linien separiert. Zunächst wird in einem ersten Verfahrensschritt S10, der in 4 ganz links dargestellt ist, der Träger 12 bereitgestellt und dieser punktuell mit dem Klebstoff 22 zum Ankleben der Batteriezellen 14 versehen. Der Klebstoffauftrag ist dabei durch den Pfeil 34 veranschaulicht. Anschließend wird in Schritt S12 eine Batteriezelle 14 mittels der beschriebenen Positioniereinrichtung 26 auf den Träger 12 aufgesetzt, insbesondere in dem mit dem Klebstoff 22 versehenen Bereich. Dies ist in 4 exemplarisch nur für eine einzelne Batteriezelle 14 veranschaulicht, kann aber gleichzeitig für eine größere Menge T1, T2 an Batteriezellen 14 gleichzeitig durchgeführt werden, zum Beispiel für eine oder zwei Zellreihen R1, R2, R3, wie diese in 1 veranschaulicht sind. Das Aufsetzen der Batteriezelle 14 auf die Trägerplatte 12 ist durch den Pfeil 36 veranschaulicht. Anschließend wird in Schritt S14 der Klebstoff 22 verpresst, was durch das Andrücken der Stirnseite 14b der Batteriezelle 14 an dem mit Klebstoff 22 versehenen Bereich der Trägerplatte 12 mittels der Positioniereinrichtung 26 erfolgt. Im nächsten Schritt S16 wird eine Halteeinrichtung 32 in Form eines Niederhalters auf der oberen Stirnseite 14a der Batteriezelle 14 positioniert. Das Positionieren ist dabei wiederum durch einen Pfeil 38 veranschaulicht. In darauf folgenden Schritt S18 wird die Spanntechnik, das heißt die Positioniereinrichtung 26 zurückgefahren. Das Zurückfahren ist durch die Pfeile 40 veranschaulicht. Währenddessen bleibt die Halteeinrichtung 32 an Position und verhindert ein Verrutschen der Zelle 14. 4 FIG. 12 shows a schematic illustration of the process of arranging the cells 14 on the carrier 12 using a few exemplary cells. The individual process steps are here schematically separated by dashed lines. First, in a first method step S10, which is 4 is shown on the far left, the carrier 12 is provided and this is provided at certain points with the adhesive 22 for adhering the battery cells 14 . The application of adhesive is illustrated by the arrow 34 . Then, in step S12, a battery cell 14 is placed on the carrier 12 by means of the described positioning device 26, in particular in the area provided with the adhesive 22. this is in 4 illustrated by way of example only for a single battery cell 14, but can be carried out simultaneously for a larger number T1, T2 of battery cells 14, for example for one or two rows of cells R1, R2, R3, as shown in 1 are illustrated. The placement of the battery cell 14 on the carrier plate 12 is illustrated by the arrow 36 . Then, in step S14, the adhesive 22 is pressed, which is provided by pressing the end face 14b of the battery cell 14 against the adhesive 22 NEN area of the support plate 12 by means of the positioning device 26 takes place. In the next step S16, a holding device 32 in the form of a hold-down device is positioned on the upper end face 14a of the battery cell 14. The positioning is again illustrated by an arrow 38 . In the subsequent step S18, the clamping technology, ie the positioning device 26, is retracted. The arrows 40 illustrate the reversing. Meanwhile, the holding device 32 remains in position and prevents the cell 14 from slipping.

Im nächsten Schritt S20 wird zunächst ein Dosierer 41 für den Kunststoff 24 in den Zwischenraum 16 zwischen drei Zellen 14 eingefahren, wobei das Einfahren durch den Pfeil 42 veranschaulicht ist. Dies ist vorliegend anhand einer Zellgruppe 18 mit drei Zellen 14 veranschaulicht. Diese werden jeweils währenddessen von der Halteeinrichtung 32 in Position gehalten. Danach wird der Kunststoff 24 mittels des Dosieres 41 in Schritt S22 eingefüllt, während die Zellen 14 weiterhin durch die Halteeinrichtung 32 gehalten werden. Anschließend wird der Dosierer 41 in Schritt S24 wieder aus dem Zwischenraum 16 herausgefahren, was durch den Pfeil 44 veranschaulicht ist. Anschließend wird in Schritt S26 die Halteeinrichtung 32 entfernt, was durch die Pfeile 46 veranschaulicht ist. Mit anderen Worten wird der Niederhalter 32 zurückgefahren. Durch das zusätzliche Vorsehen eines solchen Niederhalters 32, das heißt zusätzlich zur Positioniereinrichtung 26, wird das Einfüllen des Kunststoffs 24 in die Zwischenräume 16 erleichtert, da diese nicht mehr durch die Greifelemente 30 blockiert werden. Wie zuvor beschrieben gibt es aber auch Möglichkeiten, ein Einfüllen ohne einen solchen Niederhalter 32 zu bewerkstelligen.In the next step S20, a dosing device 41 for the plastic 24 is first moved into the intermediate space 16 between three cells 14, the moving in being illustrated by the arrow 42. This is illustrated here using a cell group 18 with three cells 14 . During this time, these are each held in position by the holding device 32 . Thereafter, the plastic 24 is filled in by means of the metering device 41 in step S22, while the cells 14 continue to be held by the holding device 32. Subsequently, in step S24, the dosing device 41 is moved out of the intermediate space 16 again, which is illustrated by the arrow 44. Then, in step S26, the holding device 32 is removed, which is illustrated by the arrows 46. In other words, the hold-down device 32 is retracted. The additional provision of such a hold-down device 32, ie in addition to the positioning device 26, makes it easier to fill the plastic 24 into the gaps 16, since these are no longer blocked by the gripping elements 30. However, as described above, there are also possibilities for filling without such a hold-down device 32 .

Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung ein viskoseappliziertes Zellraster mit Honeycomb-Struktur bereitgestellt werden kann.Overall, the examples show how a viscose-applied cell grid with a honeycomb structure can be provided by the invention.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

WO 2021025313 A1 [0003]
EP 3654444 A1 [0003]

Claims

Method for arranging battery cells (14) on a carrier (12), comprising the steps of: - providing the carrier (12) and the battery cells (14); - arranging a first quantity (T1) of the battery cells (14), which comprises at least a first cell group (18) with at least three of the battery cells (14), according to a predetermined arrangement pattern on the carrier (12), so that between the battery cells (14 ) the at least one first cell group (18) is provided with a common first intermediate space (16) to which the battery cells (14) of the at least one first cell group (18) adjoin; characterized by the steps: - introducing at least a first part of a hardenable plastic (24) in the non-hardened state into the first intermediate space (16), while at least the battery cells (14) of the at least one first cell group (18) are held in place by means of a holding device (32) being held in position, the first portion of plastic (24) hardening after placement and providing a spacer between the battery cells (14) of the at least one first cell group (18); and - removing the holding device (32) from the battery cells (14) held by the holding device (32).

procedure after claim 1 , characterized in that the plastic (24) is a plastic (24) that hardens so quickly that the first part of the plastic (24) hardens after being introduced within a period of time which is less than 1 minute, in particular less than 20 seconds , more preferably less than 10 seconds.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that when arranging the first quantity (T1) of battery cells (14) on the carrier (12), the battery cells (14) of the first quantity (T1) are attached to the carrier by means of an adhesive (22). (12) to be glued.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the battery cells (14) are cylindrical battery cells (14) each having a first end face (14b) and a second end face ( 14a) and have a lateral surface (14c) connecting the first and second end faces (14b, 14a) and a height (H) with respect to the first direction (z), the battery cells (14) being arranged on the carrier (12) in such a way that that their respective first end faces (14b) face the carrier (12), in particular the first intermediate space (16) being filled with the plastic (24) up to a maximum of half the height (H) of the battery cells (14) of the first cell group (18). is, preferably up to a maximum of 10% of its height (H).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the battery cells (14) of the at least one first cell group (18) have a minimum distance (d) from one another which is at most 5 mm, in particular at most 2 mm, preferably at most 1 mm.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the holding device (32) holds the battery cells (14) of the first cell group (18) on the carrier (12) in that the holding device (32) is positioned on a respective second end face (14a) exerts a holding force directed at least for the most part in the direction of the wearer (12).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the battery cells (14) of the first quantity (T1) are arranged on the carrier (12) by means of a positioning device (26) which holds the battery cells (14) in the region of their lateral surfaces (14c) engages, in particular the positioning device (26) being removed from the battery cells (14) arranged on the carrier (12) only when the holding device (32) has removed the battery cells (14) from at least the first cell group (18), in particular the first quantity ( T1), holds.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that after the curing of the first part of the plastic (24) in the first intermediate space (16) of the at least one first cell group (18), a second quantity (T2) of the battery cells (14) on the The carrier (12) is arranged according to the predetermined arrangement pattern, a second cell group (18) having at least three of the battery cells (14) arranged on the carrier (12) being provided, the at least one of the battery cells (14) of the first set (T1) and at least one of the battery cells (14) of the second set (T2), a second space (16) being formed between the battery cells (14) of the second cell group (18), into which a second part of the curable plastic (24) is introduced becomes.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the arrangement pattern is designed in such a way that when all of the battery cells (14) provided are arranged on the carrier (12), a cell arrangement is provided which has a plurality of cell rows (R1, R2, R3 ), wherein each two adjacent cell rows (R1, R2, R3) in a direction (x) of the respective cell rows (R1, R2, R3) to are offset from one another by half a cell distance (A), the cell distance (A) being defined as a distance between the middle faces (M) of two adjacent battery cells (14) in the same cell row (R1, R2, R3) in their direction of extension (x).

Battery cell assembly (10) provided by a method according to any one of the preceding claims.