DE102021127278A1 - Verfahren zum Herstellen eines Energiespeichers, Energiespeicher sowie Vorrichtung - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Energiespeichers, insbesondere eines Hochvoltspeichers, für ein Kraftfahrzeug,umfassend die Schritte:- Bereitstellen einer Vielzahl von Energiespeicherzellen;- Anordnen der Energiespeicherzellen auf oder an einem Träger;- Positionieren des Trägers oberhalb einer Zielstruktur, wobei sich die Zielstruktur in einer xy-Ebene erstreckt;- Anordnen der Energiespeicherzellen in z-Richtung auf oder in der Zielstruktur, insbesondere durch zumindest bereichs- oder abschnittsweises Öffnen oder Freigeben des Trägers.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Energiespeichers, einen Energiespeicher sowie eine Vorrichtung.
  • Energiespeicher bzw. insbesondere Hochvoltspeicher der in Rede stehenden Art werden in teil- und vollelektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen verwendet. Es handelt sich hierbei um sehr große Komponenten, welche eine Vielzahl von Energiespeicherzellen umfassen. Bei Personenkraftwagen nehmen die Gehäuse derartiger Energiespeicher oftmals große Teile des Unterbodens ein. Insbesondere auch aufgrund der großen Anzahl von Energiespeicherzellen, die in den Hochvoltspeichern verbaut sind, gestaltet sich die Herstellung derartiger Speicher als äußerst aufwändig.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines Energiespeichers, einen Energiespeicher sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, wobei sich das Verfahren insbesondere durch seine Flexibilität und Einfachheit auszeichnen soll.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, durch einen Energiespeicher gemäß Anspruch 13 sowie durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 15 gelöst. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
  • Erfindungsgemäß umfasst ein Verfahren zum Herstellen eines Energiespeichers, insbesondere eines Hochvoltspeichers, für ein Kraftfahrzeug, die Schritte:
    • - Bereitstellen einer Vielzahl von Energiespeicherzellen;
    • - Anordnen der Energiespeicherzellen auf oder an einem Träger;
    • - Positionieren des Trägers oberhalb einer Zielstruktur, wobei sich die Zielstruktur in einer xy-Ebene erstreckt;
    • - Anordnen der Energiespeicherzellen in z-Richtung, also entlang der Hochachse, auf oder in der Zielstruktur, insbesondere durch zumindest bereichs- oder abschnittsweises Öffnen oder Freigeben des Trägers.
  • Bei den Energiespeicherzellen handelt es sich gemäß einer bevorzugten Ausführungsform um Rundzellen. Alternativ können die Energiespeicherzellen aber auch eine andere Gehäuseform aufweisen, beispielsweise eine prismatische Gehäuseform. Mit Vorteil erfolgt die Anordnung der Energiespeicherzellen auf oder an dem Träger, welcher oberhalb bzw. über der Zielstruktur positioniert wird. Von dort erfolgt in z-Richtung die Anordnung der Energiespeicherzellen auf oder in der Zielstruktur. Dabei kann die Anordnung der Energiespeicherzellen auf oder in der Zielstruktur vereinzelt, in Gruppen oder gesamthaft erfolgen.
  • Die Zielstruktur erstreckt sich in der xy-Ebene, auf welche die vorgenannte z-Achse senkrecht steht. Die Zielstruktur kann ein flächiges Gebilde - beispielsweise ein plattenförmiges Element - sein, welches im Wesentlichen eine Ausdehnung in x- und y-Richtung aufweist. Alternativ kann die Zielstruktur ein räumliches Gebilde sein, welches zusätzlich eine Ausdehnung entlang er z-Richtung aufweist.
  • Gemäß einer Ausführungsform formt ein Gehäusebauteil des Energiespeichers die Zielstruktur. Das vorgenannte Gehäusebauteil kann ein Gehäuseoberteil, ein Gehäuseunterteil oder ein Rahmenelement des Energiespeichers sein, wobei die vorgenannte Auflistung ausdrücklich nicht abschließend zu verstehen ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Energiespeicherzellen auf dem Träger positioniert. Bevorzugt weist der Träger eine Bodenplatte auf, welche derart verschieblich gelagert ist, dass eine oder mehrere Energiespeicherzellen in z-Richtung freigegeben werden können. Gemäß einer Ausführungsform weist der Träger einen Rahmen auf. In diesem ist die vorgenannte Bodenplatte beispielsweise verschieblich gelagert. Beim Verfahren der Bodenplatte werden eine oder mehrere Öffnungen in z-Richtung freigegeben, sodass eine oder mehrere Energiespeicherzellen in Richtung der Zielstruktur verlagerbar sind.
  • Alternativ sind die Energiespeicherzellen an dem Träger positioniert. Der Träger ist hierbei gemäß einer Ausführungsform nach Art einer Greifeinrichtung ausgebildet, welche ausgelegt ist, eine oder mehrere Energiespeicherzellen, insbesondere von oben, zu greifen oder zu halten. Während die Energiespeicherzellen bei dem vorgenannten Träger auf dem Träger stehen, werden die Energiespeicherzellen bei der hier genannten Lösung über den Träger, insbesondere aktiv, gehalten, welcher hierzu bevorzugt entsprechende Mittel zum Greifen/Halten der Energiespeicherzellen aufweist. Die vorgenannten Mittel sind zweckmäßigerweise ausgelegt, die Energiespeicherzellen freigeben zu können, sodass diese auf oder in die Zielstruktur gesetzt werden können.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren die Schritte:
    • - Positionieren des Trägers auf den Energiespeicherzellen;
    • - Wenden des Trägers zusammen mit den Energiespeicherzellen, sodass die Energiespeicherzellen auf dem ersten Träger angeordnet werden oder sind.
    Mit Vorteil kann das Verfahren ein Wenden der Energiespeicherzellen umfassen. Damit kann mit Vorteil die Zugänglichkeit der Zellen optimiert werden. Zweckmäßigerweise wird beispielsweise ermöglicht, die Energiespeicherzellen von mehreren Seiten/Richtungen aus zu bearbeiten, insbesondere sowohl von oben als auch von unten.
  • Ein seitliches Bearbeiten wird insbesondere durch ein sequentielles Verlagern der Energiespeicherzellen in z-Richtung ermöglicht. Wie erwähnt, können diese einzeln oder in Gruppen/Reihen nacheinander in z-Richtung verlagert werden, wodurch bei jedem „Ablassen“ von Energiespeicherzellen „neue“ Energiespeicherzellen seitlich zugänglich werden.
  • Die Vielzahl von Energiespeicherzellen wird bevorzugt „stehend“ bereitgestellt. Die Energiespeicherzellen, sind hierbei zweckmäßigerweise in regelmäßiger Wiederholung angeordnet, beispielsweise in einem matrixförmigen Raster, insbesondere in einem Packraster. Abhängig davon, wie die Energiespeicherzellen bereitgestellt sind, sind sie nach dem erwähnten Wenden „falsch“ oder verkehrt herum orientiert, weisen beispielsweise mit ihrer Unterseite nach oben. Hierbei ist allerdings zu berücksichtigen, dass auch die Zielstruktur mit Vorteil gewendet werden kann, wie später noch ausgeführt, sodass die finale Orientierung automatisch richtig ist.
  • Alternativ können die Energiespeicherzellen über entsprechende Träger auch mehrfach gewendet werden.
  • Zweckmäßigerweise kann das Verfahren entsprechend die Verwendung von mehr als einem Träger, beispielsweise neben einem ersten Träger die Verwendung eines zweiten Trägers etc., umfassen. Dabei sei erwähnt, dass ein Träger nicht zwingend für das Wenden der Energiespeicherzellen verwendet werden muss.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:
    • - Ändern oder Anpassen einer Ausrichtung der Energiespeicherzellen zueinander mittelbar über den oder die Träger.
  • Zweckmäßigerweise umfasst zumindest ein Träger Mittel zur Positionierung der Energiespeicherzellen bzw. Ausrichtung derselben zueinander, insbesondere also innerhalb der xy-Ebene. Gemäß einer Ausführungsform umfasst zumindest ein Träger Aufnahmen für die Energiespeicherzellen, welche der Positionierung der Energiespeicherzellen auf den Trägern dienen. Dabei können die Aufnahmen verschiedener Träger unterschiedlich ausgebildet sein. Darüber ist es möglich, die Positionierung bzw. Ausrichtung der Energiespeicherzellen zueinander zu ändern, insbesondere bevorzugt an ein Raster der Zielstruktur anzupassen.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren die Schritte:
    • - Bearbeiten einer oder mehrerer Energiespeicherzellen jeweils vor und/oder nach dem Wenden.
    Wie bereits erwähnt, ermöglicht insbesondere das Wenden eine bessere Zugänglichkeit der Energiespeicherzellen. Auch das sequenzielle Verlagern der Energiespeicherzellen in z-Richtung ermöglicht mit Vorteil eine Optimierung der Zugänglichkeit, da nach und nach die Seitenflächen der Energiespeicherzellen freigegeben werden und damit zugänglich sind.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Bearbeiten zumindest einen der folgenden Schritte:
    • - Reinigen, insbesondere Plasmareinigen, zumindest eines Bereichs einer Energiespeicherzelle;
    • - Anschließen einer Überwachungseinheit, Überwachungselektronik;
    • - Verschalten der Energiespeicherzellen;
    • - Identifizieren der Energiespeicherzellen;
    • - Prüfen von Eigenschaften der Energiespeicherzellen, insbesondere zur Qualitätskontrolle.
    Das Bearbeiten ist unabhängig davon möglich, ob ein Wenden durchgeführt wird oder nicht.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren die Schritte:
    • - Bereitstellen der Energiespeicherzellen in einer Transporteinheit;
    • - Öffnen der Transporteinheit zum zumindest bereichsweise Freilegen der Energiespeicherzellen;
    • - Bearbeiten der Energiespeicherzellen.
    Zweckmäßigerweise sind die Energiespeicherzellen, bevorzugt Rundzellen, in der Transporteinheit stehend, entlang ihrer Hochrichtung, ausgerichtet.
  • Die Transporteinheit kann auch als Verpackungseinheit bezeichnet werden, in welcher die Energiespeicherzellen innerhalb eines Werks transportiert oder seitens eines Lieferanten geliefert werden. Die Transporteinheit wird zunächst geöffnet, wobei zweckmäßigerweise bereits hierbei erste Bearbeitungsschritte durchgeführt werden, wie beispielsweise eine Prüfung zur Identifikation von defekten Zellen sowie eine Plasmareinigung der Zellen im offenen Bereich der Transport-/Verpackungseinheit. In der Transporteinheit sind die Zellen zweckmäßigerweise in regelmäßiger Wiederholung angeordnet. Nach Öffnen der Transporteinheit an der Oberseite können zweckmäßigerweise die Schritte zur Teileidentifikation, Eingangskontrolle und die Oberflächenbehandlung der freiliegenden Oberfläche für die Gesamtheit der Zellen durchgeführt werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren, insbesondere weiter, die Schritte:
    • - Anordnen eines ersten Trägers auf den Energiespeicherzellen;
    • - Wenden des ersten Trägers zusammen mit den Energiespeicherzellen, sodass die Energiespeicherzellen auf dem ersten Träger positioniert werden;
    • - Anordnen der Energiespeicherzellen in z-Richtung auf einem zweiten Träger;
    • - Anordnen der Energiespeicherzellen in z-Richtung auf einem Gehäusebauteil.
  • Bei dieser Ausführungsform werden zweckmäßigerweise zwei Träger verwendet, wobei es sich hierbei um Träger handelt, welche bevorzugt mit den vorgenannten Bodenplatten ausgestattet sind. Diese ermöglichen die gezielte Freigabe einer oder mehrerer Energiespeicherzellen in z-Richtung.
  • Zweckmäßigerweise erfolgt nach dem Wenden des ersten Trägers zusammen mit den Energiespeicherzellen die vollständige Entfernung der Transporteinheit. Zweckmäßigerweise können im Anschluss weitere Bearbeitungsschritte folgen, wie beispielsweise eine weitere Plasmareinigung, eine weitere Prüfung zur Identifikation von defekten Zellen etc. Hierbei kann beispielsweise mit einem Nadeltester gearbeitet werden. Zweckmäßigerweise kann das Verlagern der Energiespeicherzellen auf den zweiten Träger mit weiteren Bearbeitungsschritten kombiniert werden, wie beispielsweise weiteren Reinigungsschritten.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt spätestens nach Anordnung der Energiespeicherzellen auf dem zweiten Träger ein Austausch von als defekt erkannten Energiespeicherzellen durch funktionierende Zellen, beides zweckmäßigerweise in vertikaler Richtung, mit anderen Worten entlang der z-Achse. An dieser Stelle sei erwähnt, dass beim gesamten Verfahren zweckmäßigerweise das Raster der Energiespeicherzellen zueinander nicht geändert wird. Zwar kann der Abstand der Energiespeicherzellen in der xy-Ebene zueinander verändert werden, wie erwähnt. Die relative Positionierung bleibt aber erhalten, wodurch eine optimale Nachverfolgbarkeit gewährleistet ist.
  • Beim Aufsetzen der Energiespeicherzellen auf dem beispielsweise zweiten Träger - oder allgemein auf einem weiteren Träger - kann gemäß einer Ausführungsform eine Neuausrichtung der Energiespeicherzellen zueinander erfolgen. Damit ist gemeint, dass ein Abstand der Energiespeicherzellen zueinander verkleinert oder vergrößert werden kann, insbesondere um diesen an den Abstand/das Raster anzupassen, welchen die Energiespeicherzellen auf oder in der Zielstruktur zueinander aufweisen. Hierbei kann die Aufnahme des Trägers entsprechende Führungen aufweisen, welche ausgelegt sind, die Energiespeicherzellen beim Verfahren entlang der z-Richtung auszurichten. Alternativ kann der Träger entsprechende Mittel aufweisen, um die Energiespeicherzellen auf diesem zu positionieren, insbesondere zu verfahren.
  • Zweckmäßigerweise umfasst das Verfahren den Schritt:
    • - Verwenden von Hilfselementen zum Anordnen der Energiespeicherzellen in z-Richtung, insbesondere durch Beeinflussen der Bewegung der Energiespeicherzellen.
    Zweckmäßigerweise sind die Hilfselemente dazu vorgesehen, die Energiespeicherzellen, insbesondere gesteuert, in z-Richtung auf der Zielstruktur abzusetzen, bevorzugt auf einem Träger oder auf/in einem Gehäusebauteil. Darunter ist auch zu verstehen, dass das Herablassen der Energiespeicherzellen in z-Richtung aktiv unterstützt, insbesondere also auch beschleunigt werden kann. Als Hilfselemente können beispielsweise Stützen oder dergleichen verwendet werden, welche in z-Richtung verfahrbar sind.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Zielstruktur ein Gehäusebauteil, insbesondere ein Rahmenelement, umfassend eine Vielzahl von sich entlang der z-Richtung erstreckende Öffnungen, wobei jede Öffnung zur Anordnung einer Energiespeicherzelle vorgesehen ist. Die Öffnungen sind zweckmäßigerweise nach oben und unten offen, sodass von einer Seite (z.B. von unten) als Hilfselemente ausgebildete Stützelemente eingefahren werden können, welche die von der anderen Seite (von oben) kommenden Energiespeicherzellen in z-Richtung abstützen können bzw. dazu verwendet werden können, diese in z-Richtung abzulassen.
  • Gemäß einer Ausführungsform sind die vorgenannten Öffnungen des Rahmenelements entlang der z-Richtung konisch zulaufend, wodurch zweckmäßigerweise eine Positionierung und auch Fixierung der Energiespeicherzellen in der Zielstruktur erreicht wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren weiter die Schritte:
    • - Anordnen eines Gehäuseunterteils, insbesondere von oben, an dem Rahmenelement;
    • - Wenden der Anordnung, umfassend das Rahmenelement, die darin angeordneten Energiespeicherzellen sowie das Gehäuseunterteil;
    • - Anordnen eines Gehäuseoberteils, insbesondere von oben.
  • Vor dem Anordnen des Gehäuseunterteils können zweckmäßigerweise weitere Bearbeitungsschritte, wie Schweißoperationen etc., durchgeführt werden. Nach dem Wenden erfolgt zweckmäßigerweise, vor dem Anordnen des Gehäuseoberteils, die Anordnung und Verschaltung eines Zellkontaktiersystems, die Montage von Sensoren, etwaige Isolationsarbeiten etc. Gemäß einer Ausführungsform werden vor dem Anordnen des Gehäuseoberteils bzw. des Gehäuseunterteils die Zwischenräume zwischen den Zellen und/oder dem Rahmenelement mit einer Vergussmasse vergossen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:
    • - Justieren der Zellpositionen mittels eines Niederhalters beim Bearbeiten der Energiespeicherzellen.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird ein Niederhalter beim Verschweißen/Verschalten der Energiespeicherzellen verwendet, insbesondere bevorzugt noch vor Anordnung des Gehäuseunterteils.
  • Als weiterer Bearbeitungsschritt ist zweckmäßigerweise eine Endprüfung vorgesehen.
  • Die Erfindung betrifft auch einen Energiespeicher, insbesondere einen Hochvoltspeicher, für ein Kraftfahrzeug, welcher nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. Kraftfahrzeuge sind vorliegend insbesondere Personenkraftwagen, Krafträder oder Nutzfahrzeuge.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Energiespeicher ein Rahmenelement, in welchem die Energiespeicherzellen formschlüssig angeordnet sind. Über den Formschluss sind die Energiespeicherzellen zweckmäßigerweise exakt in der xy-Ebene positioniert. Das Rahmenelement ist dabei zweckmäßigerweise derart ausgebildet, dass jede Energiespeicherzelle annähernd vollflächig oder bevorzugt vollflächig umfänglich kontaktiert ist, wodurch eine optimale Wärmeleitung erreicht werden kann. Bevorzugte Werkstoffe für den Rahmen sind Kunststoff oder auch metallische Werkstoffe bzw. eine Kombination der vorgenannten Materialien. Bei einer entsprechenden Gestaltung des Rahmens, beispielsweise über konisch zulaufende Öffnungen, kann auch eine Positionierung der Energiespeicherzellen in z-Richtung ermöglicht werden.
  • Weiter betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, umfassend einen oder mehrere Träger. Zweckmäßigerweise sind die Träger zur Anordnung und Positionierung der Energiespeicherzellen in z-Richtung ausgelegt. Hierbei kann mit einem oder mit mehreren Trägern gearbeitet werden. Zweckmäßigerweise umfasst zumindest ein Träger Aufnahmen für die Energiespeicherzellen, welche mit der Position der Zellen in der Transporteinheit korrespondieren. Ein zweiter Träger kann bezüglich des Layouts der Aufnahme für die Zellen bereits teilweise oder ganz an das Layout der zu bestückenden Zielstruktur, wie beispielsweise des Rahmenelements des Energiespeichers, angepasst sein. Zusätzlich oder alternativ kann zumindest ein Träger eine Einrichtung zur xy-Bewegung der Energiespeicherzellen aufweisen.
  • Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform des Verfahrens bzw. eines Energiespeichers sowie einer Vorrichtung mit Bezug auf die beigefügten Figuren.
  • Es zeigen:
    • 1: das Bereitstellen einer Vielzahl von Energiespeicherzellen in einer Transporteinheit;
    • 2: die Anordnung eines ersten Trägers an einer Transporteinheit;
    • 3: die aus der 2 bekannte Anordnung nach dem Wenden;
    • 4: die Verlagerung der Energiespeicherzellen in z-Richtung von dem ersten Träger auf einen zweiten Träger;
    • 5: das Ersetzen einer defekten Energiespeicherzelle;
    • 6: die Anordnung der Energiespeicherzellen in einer Zielstruktur;
    • 7: die Anordnung eines Gehäuseunterteils;
    • 8: die Anordnung eines Gehäuseoberteils.
  • 1 zeigt in einer schematischen Ansicht eine Transporteinheit 50, in welcher eine Vielzahl von Energiespeicherzellen 20 angeordnet ist. Die Transporteinheit 50 kann auch als Verpackungseinheit bezeichnet werden. Bei der schraffiert dargestellten Energiespeicherzelle handelt es sich um eine defekte Energiespeicherzelle, vgl. das Bezugszeichen 22. In der rechten Bildhälfte ist dargestellt, dass die Verpackung bzw. Transporteinheit 50 zumindest teilweise entfernt ist. Insbesondere ist beispielsweise ein Deckel entfernt. Über das Bezugszeichen 40 ist dargestellt, dass bereits zu diesem Zeitpunkt erste Bearbeitungsschritte durchgeführt werden können. Gemäß einer Ausführungsform werden beispielsweise die Energiespeicherzellen, soweit zugänglich, plasmagereinigt. Daneben können Prüfungen durchgeführt werden, wie beispielsweise zur Identifikation defekter Energiespeicherzellen. Wie vorliegend skizziert, kann auch vor der Prüfung auf defekte Energiespeicherzellen bereits bekannt sein, dass in der Transporteinheit 50 eine defekte Energiespeicherzelle vorhanden ist. Da die Position der Zellen zueinander nicht geändert wird, ist während des gesamten Verfahrens eine optimale Nachverfolgbarkeit gegeben.
  • 2 zeigt schematisch die Anordnung eines ersten Trägers 31 auf der Transporteinheit 50. Der erste Träger 31 umfasst dabei eine Bodenplatte 34, welche später dazu vorgesehen ist, die Energiespeicherzellen 20 in z-Richtung freizugeben. Schematisch dargestellt ist, dass der Träger 31 eine Aufnahme aufweist, welche der Positionierung der Energiespeicherzellen zueinander dient. Nach dem Anordnen des Trägers 31 auf der Transporteinheit 50 wird die gesamte Anordnung gewendet, vgl. die 3.
  • 3 zeigt die im Wesentlichen aus der 2 bekannte Anordnung nach dem Wenden, insbesondere also nach einem Drehen um 180°. Die Energiespeicherzellen 20 sind nun auf dem ersten Träger 31 angeordnet. Die Transporteinheit 50 ist vollständig entfernt. Das Bezugszeichen 40 deutet wieder an, dass weitere Bearbeitungsschritte zu diesem Zeitpunkt erfolgen können, wie beispielsweise weitere Reinigungsschritte, Prüfungsschritte, Identifikationsschritte etc.
  • 4 zeigt das Verlagern der Energiespeicherzellen 20 von dem ersten Träger 31 auf einen zweiten Träger 32. Zur Orientierung ist ein xyz-Koordinatensystem dargestellt. Der zweite Träger 32 kann auch als Zielstruktur bezeichnet werden, wobei sich diese innerhalb einer xy-Ebene E erstreckt. Zweckmäßigerweise erfolgt jeweils eine Anordnung auf oder ggf. auch in einer Zielstruktur entlang der z-Richtung. Die Energiespeicherzellen 20 können jeweils vereinzelt, gleichzeitig in Gruppen oder gesamthaft in z-Richtung verlagert werden.
  • 5 zeigt schematisch das Austauschen der defekten Energiespeicherzelle 22 durch eine funktionstüchtige Energiespeicherzelle 20.
  • 6 zeigt das Anordnen der Energiespeicherzellen von dem zweiten Träger 32 in einem Gehäusebauteil 12, vorliegend ein Rahmenelement. Bei der hier gezeigten Ausführungsform stellt der zweite Träger entsprechend noch nicht die Zielstruktur da. Diese wird vorliegend zweckmäßigerweise durch das Rahmenelement 18 gebildet. Die Anordnung selbst folgt dem bekannten Schema entlang der z-Richtung. Schematisch dargestellt ist ein Stützelement 60, welches dazu vorgesehen ist, die Anordnung der Energiespeicherzelle 20 in z-Richtung zu unterstützen, insbesondere beispielsweise zu bremsen oder zu beschleunigen.
  • 7 zeigt schematisch die Anordnung eines Gehäuseunterteils 14 auf dem Rahmenelement 18. Im Anschluss erfolgt zweckmäßigerweise ein Drehen des Rahmenelements 18 sowie des Gehäuseunterteils 14.
  • 8 zeigt die Anordnung eines Gehäuseoberteils 16 zum Vervollständigen des Energiespeichers 10. Notwendige Schritte, wie das Verschalten der Energiespeicherzellen, die Anordnung eines Zellkontaktiersystems etc. sind weiter nicht dargestellt.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Energiespeicher, Hochvoltspeicher
    12
    Gehäusebauteil
    14
    Gehäuseunterteil
    16
    Gehäuseoberteil
    18
    Zielstruktur, Rahmenelement
    20
    Energiespeicherzelle
    22
    defekte Energiespeicherzelle
    30
    Träger
    31
    erster Träger
    32
    zweiten Träger
    34
    Bodenplatte
    40
    Bearbeitungsschritt
    50
    Transporteinheit
    60
    Stützelement
    E
    xy-Ebene
    x, y, z
    Koordinatensystem

Claims (15)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Energiespeichers (10), insbesondere eines Hochvoltspeichers, für ein Kraftfahrzeug, umfassend die Schritte: - Bereitstellen einer Vielzahl von Energiespeicherzellen (20); - Anordnen der Energiespeicherzellen (20) auf oder an einem Träger (30); - Positionieren des Trägers (30) oberhalb einer Zielstruktur (18), wobei sich die Zielstruktur (18) in einer xy-Ebene (E) erstreckt; - Anordnen der Energiespeicherzellen (20) in z-Richtung auf oder in der Zielstruktur (18), insbesondere durch zumindest bereichs- oder abschnittsweises Öffnen oder Freigeben des Trägers (30).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Gehäusebauteil (12) des Energiespeichers (10) die Zielstruktur (18) formt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der oder ein Träger (30) eine Bodenplatte (34) aufweist, welche verschieblich gelagert ist, wodurch eine oder mehrere Energiespeicherzellen (20) in z-Richtung freigegeben werden können.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Schritte: - Positionieren des Trägers (30) auf den Energiespeicherzellen (20); - Wenden des Trägers (30) zusammen mit den Energiespeicherzellen (20), sodass die Energiespeicherzellen (20) auf dem Träger (30) angeordnet werden.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend den Schritt: - Ändern oder Anpassen einer Ausrichtung der Energiespeicherzellen (20) zueinander mittelbar über den Träger (30).
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4-5, umfassend den oder die Schritte: - Bearbeiten (40) einer oder mehrerer Energiespeicherzellen (20), insbesondere jeweils vor und/oder nach dem Wenden.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Bearbeiten zumindest einen der folgenden Schritte umfasst: - Reinigen, insbesondere Plasmareinigen, zumindest eines Bereichs einer Energiespeicherzelle (20); - Anschließen einer Überwachungseinheit/Überwachungselektronik; - Verschalten der Energiespeicherzellen (20); - Identifizieren der Energiespeicherzellen (20); - Prüfen von Eigenschaften der Energiespeicherzellen (20).
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Schritte: - Bereitstellen der Energiespeicherzellen (20) in einer Transporteinheit (50); - Öffnen der Transporteinheit (50) zum zumindest bereichsweisen Freilegen der Energiespeicherzellen (20); - Bearbeiten der Energiespeicherzellen (20).
  9. Verfahren nach Anspruch 8, umfassend die Schritte: - Anordnen eines ersten Trägers (31) auf den Energiespeicherzellen (20); - Wenden des ersten Trägers (31) zusammen mit den Energiespeicherzellen (20), sodass die Energiespeicherzellen (20) auf dem ersten Träger (31) positioniert werden; - Anordnen der Energiespeicherzellen (20) in z-Richtung auf einem zweiten Träger (32); - Anordnen der Energiespeicherzellen (20) in z-Richtung in oder auf der Zielstruktur (18).
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend den Schritt: - Ersetzen zumindest einer Energiespeicherzelle (20) unter Beibehalten der Position der Energiespeicherzellen (20) zueinander.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend den Schritt: - Verwenden von Hilfselementen zum Anordnen der Energiespeicherzellen (20) in z-Richtung, insbesondere durch Beeinflussen der Bewegung der Energiespeicherzellen (20).
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Zielstruktur (18) ein Rahmenelement ist, umfassend die Schritte: - Anordnen eines Gehäuseunterteils (14) an dem Rahmenelement (18); - Wenden des Rahmenelements (18) und der Energiespeicherzellen (20); - Anordnen eines Gehäuseoberteils (16).
  13. Energiespeicher, insbesondere Hochvoltspeicher für einer Kraftfahrzeug, hergestellt nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  14. Energiespeicher nach Anspruch 13, umfassend ein Rahmenelement (18), in welchem die Energiespeicherzellen (20) formschlüssig angeordnet sind.
  15. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, umfassend einen oder mehrere Träger (30, 31, 32).
DE102021127278.5A 2021-10-21 2021-10-21 Verfahren zum Herstellen eines Energiespeichers, Energiespeicher sowie Vorrichtung Pending DE102021127278A1 (de)

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