DE102022004063A1

DE102022004063A1 - Batteriezellenanordnung für einen elektrischen Energiespeicher eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs, Modul sowie Verfahren zum Demontieren einer Batteriezellenanordnung

Info

Publication number: DE102022004063A1
Application number: DE102022004063.8A
Authority: DE
Inventors: Marius Gäckle; Fatih Engin; Thomas Scheffler; Markus Christ
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2022-10-31
Filing date: 2022-10-31
Publication date: 2024-05-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batteriezellenanordnung (10) für einen elektrischen Energiespeicher eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs, wobei die Batteriezellenanordnung (10) zumindest eine Batteriezelle (12) mit einem Batteriezellengehäuse (14) und zumindest ein Modulgehäuse (16) aufweist, wobei das Batteriezellengehäuse (14) mittels eines Klebers (20) in einem Spalt (18) an dem Modulgehäuse (16) fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriezellengehäuse (14) einen Kanal (22) aufweist, welcher kleberlos ausgebildet ist, wobei sich der Kanal (22) entlang einer Länge des Batteriezellengehäuses (14) erstreckt. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Demontage einer Batteriezellenanordnung (10).

Description

Die Erfindung betrifft eine Batteriezellenanordnung für einen elektrischen Energiespeicher eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Modul sowie ein Verfahren zum Demontieren einer Batteriezellenanordnung.
Aus dem Stand der Technik ist bereits bekannt, dass Batteriezellen mit einem entsprechenden Batteriegehäuse zu einem Batteriemodul, welches insbesondere eine Vielzahl von Batteriezellen aufweisen kann, zusammengeführt werden können. Insbesondere werden dazu die einzelnen Batteriezellen an einem Modulgehäuse fixiert. Hierzu kann beispielsweise ein entsprechender Kleber verwendet werden, welcher eine Fixierung der Batteriezellen an der Modulwand beziehungsweise dem Modulgehäuse ermöglicht. Sollte es beispielsweise zu einer Demontage beziehungsweise zu einer Nacharbeit am Modul kommen, so ist eine Entfernung der Batteriezelle notwendig. Hierbei muss ein entsprechender Kleber zwischen der Batteriezelle und dem Modulgehäuse entsprechend entfernt werden. Insbesondere wenn die Batteriezelle beispielsweise aktiv ist, können wärmeintensive Demontagearbeiten, beispielsweise spanabhebende Montagearbeiten, nicht genutzt werden.
Die DE 10 2021 002 651 A1 betrifft eine Elektrokomponente, umfassend ein Gehäuse, wobei das Gehäuse ein Gehäuseunterteil und einen Gehäusedeckel umfasst, der mit einem Klebstoff oder einer Flüssigdichtung am Gehäuseunterteil befestigt und abgedichtet ist, wobei ein Aufreißstreifen in den Klebstoff oder die Flüssigdichtung eingelegt ist, der eine Ziehlasche aufweist, mit dem der Klebstoff oder die Flüssigdichtung aufbrechbar ist, wobei der Aufreißstreifen als ein Draht ausgebildet ist, der einen Durchmesser von 0,01 mm bis 10 mm aufweist und in oder hinter den Klebstoff oder die Flüssigdichtung eingebracht ist, wobei die Ziehlasche als mindestens ein herausgeführtes Ende des Drahtes ausgebildet ist.
Die DE 10 2021 002 803 A1 betrifft eine Batterieanordnung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Batteriegehäuse und wenigstens einem Zellmodul, welches auf einer Bodenplatte des Batteriegehäuses angeordnet ist. Das wenigstens eine Zellmodul umfasst ein Zellmodulgehäuse und eine Mehrzahl von in dem Zellmodulgehäuse angeordneten Batteriezellen. Ein Boden des Zellmodulgehäuses ist mittels einer Klebemasse mit der Bodenplatte des Batteriegehäuses verbunden. Das Zellmodulgehäuse ist mittels eines weiteren Klebstoffs mit einer Seitenwand des Batteriegehäuses verbunden. Hierbei weist der weitere Klebstoff eine höhere Scherfestigkeit auf als die zwischen dem Boden des Zellmodulgehäuses und der Bodenplatte des Batteriegehäuses angeordnete Klebemasse.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Batterieanordnung, ein Modul sowie ein Verfahren zur Demontage einer Batterieanordnung zu schaffen, mittels welcher verbessert eine Demontage einer Batterieanordnung durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Batterieanordnung, ein Modul sowie ein Verfahren zur Demontage einer Batterieanordnung gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Batteriezellenanordnung für einen elektrischen Energiespeicher eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs, wobei die Batteriezellenanordnung zumindest eine Batteriezelle mit einem Batteriezellengehäuse und zumindest ein Modulgehäuse aufweist, wobei das Batteriezellengehäuse mittels eines ersten Klebers in einem Spalt an dem Modulgehäuse fixiert ist.
Es ist dabei vorgesehen, dass das Batteriezellengehäuse einen Kanal aufweist, welcher kleberlos ausgebildet ist, wobei sich der Kanal entlang einer Länge des Batteriezellengehäuses erstreckt.
Insbesondere kann somit ein nachträgliches Einführen einer Schneidschnur durch den Kanal an dem Batteriezellengehäuse realisiert werden, wodurch ein einfaches Trennen der Klebeverbindung mittels der Schneidschnur realisiert werden kann, sodass eine Beschädigung der Batteriezelle beziehungsweise des Zellblocks und des Gehäuses verhindert werden kann.
Insbesondere kann somit keine Beschädigung an dem Zellenmodul und an dem Gehäuse realisiert werden, und es entstehen keine gesundheitsschädlichen Gase beim Trennvorgang. Des Weiteren ist ein sehr einfaches Trennen der festen Klebeverbindung ermöglicht.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform kann zwischen einer Unterseite des Modulgehäuses und einer Unterseite des Batteriezellengehäuses ein zweiter Kleber als Wärmeleitkleber ausgebildet sein. Dadurch ist es ermöglicht, dass zuverlässig thermische Energie von der Batteriezelle über den Wärmeleitkleber an das Modulgehäuse übergeben werden kann.
Ebenfalls ist vorteilhaft, wenn der Kanal zum Aufnehmen einer Schneidschnur ausgebildet ist. Insbesondere weist der Kanal beispielsweise einen Durchmesser von > 1 mm auf, sodass zuverlässig eine Schneidschnur mit 1 mm durchgeführt werden kann, wobei die Schneidschnur mit 1 mm zuverlässig wiederum den Kleber durchtrennen kann.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsform sieht vor, dass der Kanal durch einen Vorsprung des Batteriezellengehäuses gebildet ist. Insbesondere weist somit das Batteriezellengehäuse ein Aufnahmeraum für beispielsweise Elektroden auf sowie einen entsprechenden Vorsprung, beispielsweise um eine Halterung zu fixieren. An diesem Vorsprung ist wiederum der Kanal an einer Unterseite ausgebildet, sodass beim Einfließen des Klebers der Kanal selbst nicht verstopft werden kann.
Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Kanal im Wesentlichen u-förmig ausgebildet ist. Des Weiteren kann der Kanal im Wesentlichen dreieckförmig ausgebildet sein. Somit ist es ermöglicht, dass zuverlässig die Schneidschnur in den u-förmigen Kanal beziehungsweise in den dreieckförmigen Kanal eingebracht werden kann.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsform sieht vor, dass der Kanal zumindest bereichsweise den Kleber kontaktiert. Dadurch ist es ermöglicht, dass nach dem Einführen der Schneidschnur die Schneidschnur zum Kleber geführt werden kann und diesen durchtrennen kann. Somit kann ein einfaches und schnelles Demontieren der Batteriezellenanordnung realisiert werden.
Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Kanal an zumindest einer Seite des Batteriezellengehäuses geöffnet ist. Insbesondere ist die Öffnung dazu geeignet, die Schneidschnur aus dem Kanal in Richtung des Klebers zu führen, sodass ein Durchtrennen ermöglicht ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Modul für einen elektrischen Energiespeicher eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs, mit zumindest einer Batteriezellenanordnung nach dem vorhergehenden Aspekt. Insbesondere weist das Modul eine Vielzahl von Batteriezellenanordnungen auf.
Ferner betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Demontieren einer Batteriezellenanordnung nach dem vorhergehenden Aspekt, bei welchem in den Kanal eine Schneidschnur eingebracht wird und bei welchem durch Ziehen an der Schneidschur der Kleber durch die Schneidschnur durchtrennt wird, so dass eine Demontage der Batteriezelle von dem Modulgehäuse ermöglicht ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Dabei zeigen:

1 eine schematische Schnittansicht gemäß einer Ausführungsform einer Batteriezellenanordnung;
2 eine weitere schematische Schnittansicht einer Ausführungsform einer Batteriezellenanordnung;
3 eine schematische Perspektivansicht auf eine Ausführungsform einer Batteriezellenanordnung.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt eine schematische Schnittansicht gemäß einer Ausführungsform einer Batteriezellenanordnung 10. Die Batteriezellenanordnung 10 weist zumindest eine Batteriezelle 12 mit einem Batteriezellengehäuse 14 auf. Ferner weist die Batteriezellenanordnung 10 zumindest ein Modulgehäuse 16 auf. Zwischen dem Batteriezellengehäuse 14 und dem Modulgehäuse 16 ist insbesondere ein Spalt 18 ausgebildet, wobei in dem Spalt 18 beispielsweise ein Kleber 20 eingebracht werden kann. Der Kleber 20 dient wiederum zum Fixieren des Batteriezellengehäuses 14 an dem Modulgehäuse 16, welches insbesondere wannenartig ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass das Batteriezellengehäuse 14 einen Kanal 22 aufweist, welcher kleberlos ausgebildet ist, wobei sich der Kanal 22 entlang einer Länge des Batteriezellengehäuses 14 erstreckt. Insbesondere ist gezeigt, dass der Kanal 22 zum Aufnehmen einer Schneidschnur 24 ausgebildet ist. Des Weiteren zeigt die 1, dass der Kanal durch einen Vorsprung 26 ausgebildet ist. In der 1 ist der Kanal 22 im Wesentlich u-förmig. Insbesondere zeigt die 1, dass der Kanal 22 zumindest bereichsweise den Kleber 20 kontaktiert und dass der Kanal 22 zumindest an einer Seite des Batteriezellengehäuses 14 geöffnet ist.
2 zeigt eine weitere schematische Schnittansicht gemäß einer Ausführungsform der Batteriezellenanordnung 10. Insbesondere ist gezeigt, dass der Kleber 20 in den Spalt 18 eingebracht ist. Ferner ist gezeigt, dass der Kanal 22 im Wesentlichen dreieckförmig ausgebildet ist, wobei dann wiederum die Schneidschnur 24 in die dreieckförmige Aussparung eingebracht ist. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Batteriezelle 12 mittels eines Wärmeleitklebers 28 an einer Unterseite des Modulgehäuses 16 angeordnet ist.
Insbesondere wird ermöglicht, dass eine Demontage der Batteriezelle 12 von dem Modulgehäuse 16 realisiert werden kann, bei dem im Nachhinein die Schneidschnur 24 durch den Kanal 22 am Zellblock eingebracht werden kann. Dadurch erfolgt ein einfaches Trennen der Klebeverbindung mittels Schneidschnur 24 wodurch keine Beschädigung am Zellblock oder am Batteriegehäuse zu realisieren ist.
3 zeigt eine schematische Perspektivansicht gemäß einer Ausführungsform der Batteriezellenanordnung 10. Insbesondere ist eine Draufsicht auf den Kleber 20 und einer Gehäusewand der Batteriezelle 12 gezeigt. Insbesondere ist auf der linken Seite die Schneidschnur 24 eingebracht worden und wird beispielsweise fixiert. Auf der rechten Seite ist ein Ende 30 der Schneidschnur 24 gezeigt, wobei dieses Ende 30 wiederum gezogen werden kann, um wiederum den Kleber 20 zu durchtrennen. Beispielseise kann über eine entsprechende Kabelrolle die Schneidschnur 30 gezogen werden. Insbesondere kann über den Kanal 22 somit ein einfaches Einfädeln der Schneidschnur 24 erfolgen. Die Schneidschnur 24 kann dann flach über den Klebstoff gezogen werden, wobei das eine Ende dabei festgehalten wird. Beim Trennvorgang wird die Schneidschnur 24 wiederum aus dem Kanal 22 heraus in Richtung des Klebers 20 gezogen. Insbesondere kann zur besseren Kraftübertragung die Schneidschnur 34 über eine Umlenkrolle geführt werden.
Bezugszeichenliste

10: Batteriezellenanordnung
12: Batteriezelle
14: Batteriezellengehäuse
16: Modulgehäuse
18: Spalt
20: Kleber
22: Kanal
24: Schneidschnur
26: Vorsprung
28: Wärmeleitkleber
30: Ende

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102021002651 A1 [0003]
DE 102021002803 A1 [0004]

Claims

Batteriezellenanordnung (10) für einen elektrischen Energiespeicher eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs, wobei die Batteriezellenanordnung (10) zumindest eine Batteriezelle (12) mit einem Batteriezellengehäuse (14) und zumindest ein Modulgehäuse (16) aufweist, wobei das Batteriezellengehäuse (14) mittels eines Klebers (20) in einem Spalt (18) an dem Modulgehäuse (16) fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriezellengehäuse (14) einen Kanal (22) aufweist, welcher kleberlos ausgebildet ist, wobei sich der Kanal (22) entlang einer Länge des Batteriezellengehäuses (14) erstreckt.
Batteriezellenanordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Unterseite des Modulgehäuses (16) und einer Unterseite des Batteriezellengehäuses (14) ein weiterer Kleber als Wärmeleitkleber (28) ausgebildet ist.
Batteriezellenanordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (22) zum Aufnehmen einer Schneidschnur (24) ausgebildet ist.
Batteriezellenanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (22) durch einen Vorsprung (26) des Batteriezellengehäuses (14) gebildet ist.
Batteriezellenanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (22) im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist.
Batteriezellenanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (22) im Wesentlichen dreieckförmig ausgebildet ist.
Batteriezellenanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (22) zumindest bereichsweise den Kleber (20) kontaktiert.
Batteriezellenanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (22) an zumindest einer Seite des Batteriezellengehäuses (14) geöffnet ist.
Modul für einen elektrischen Energiespeicher eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs, mit zumindest einer Batteriezellenanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Verfahren zum Demontieren einer Batteriezellenanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem in den Kanal (22) eine Schneidschnur (24) eingebracht wird und bei welchem durch Ziehen an der Schneidschur (24) der Kleber (20) durch die Schneidschnur (24) durchtrennt wird, so dass eine Demontage der Batteriezelle (12) von dem Modulgehäuse (16) ermöglicht ist.