-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrischen Verbinden von einem Zellverbinder mit einer Batteriezelle gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Anordnung eines Zellverbindungselements mit einer Batteriezelle.
-
Das elektrische Kontaktieren von zwei Bauteilen über eine einzige Schweißnaht ist oftmals unzureichend. So kann diese zunächst hinsichtlich ihrer für den Betrieb notwendigen Anforderungen unterdimensioniert sein, insbesondere aufgrund von eingeschränkten Schweißzonen, welche sich beispielsweise aus dem Aufsetzen von Niederhaltern ergeben. Zudem können Defekte beim Ausführen der Schweißnaht auftreten, so dass der erforderliche Anbinderquerschnitt nicht erreicht wird. Hierzu ist bereits bekannt, dass beispielsweise überdimensionierte Bauteiloberflächen mit großen Schweißbereichen, welche einen erhöhten Material- und Gewichtsaufwand erfordern, genutzt werden.
-
Die
DE 10 2022 000 181 A1 betrifft eine elektrische Kontaktierung von Bauteilen mittels einer Schweißverbindung, deren primäre Bahn zwei Enden aufweist. Die elektrische Kontaktierung ist dadurch gekennzeichnet, dass an jedem der Enden der primären Bahn eine Abschlusskontur der Schweißverbindung angeordnet ist, welche einen gekrümmten Verlauf aufweist.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Anordnung zu schaffen, mittels welchen eine bessere elektrische Kontaktierungsstelle realisiert werden kann.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren sowie durch eine Anordnung gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrischen Verbinden von einem Zellverbinder mit einer Batteriezelle, bei welchem mittels einer ersten Schweißnaht der Zellverbinder mit der Batteriezelle elektrisch und mechanisch verbunden wird.
-
Es ist vorgesehen, dass zeitlich nach dem Erzeugen der ersten Schweißnaht eine zweite und von der ersten Schweißnaht unabhängige Schweißnaht zwischen dem Zellverbinder und der Batteriezelle erzeugt wird.
-
Insbesondere schlägt somit die Erfindung vor, dass die erste Schweißung durch eine zweite Schweißung in abhängiger Kontur ergänzt wird. Die Geometrien von der ersten Schweißnaht und der Ergänzungsschweißnaht (zweite Schweißnaht) folgen jeweils partiell oval- oder kreisförmigen Bahnen, so dass hohe Bauteilfestigkeiten sowie sehr gute Stromtragfähigkeiten erreicht werden können. Die Geometrien von der ersten Schweißnaht und der Ergänzungsschweißnaht überlagern sich in ihren x- oder y-Koordinaten, ohne jedoch ein Kreuzen der jeweiligen Schweißnahtbahnen zu realisieren, so dass die Konturen „ineinander greifen“. Ein Mindestabstand von 0,25 Millimetern zwischen den Bahnen ist dabei insbesondere einzuhalten. Bei der Applikation der ersten Schweißnaht ist zur Fixierung der Bauteile in einem Überlappstoß mit dem Ziel des technischen Nullspaltes ein Niederhalter einzusetzen, welcher vor dem Ausführen der Ergänzungsnaht entfernt werden kann, so dass die Ergänzungsschweißung in dem ursprünglichen Aufsetzbereich des Niederhalters ausgeführt werden kann.
-
Insbesondere ist somit kein zusätzlicher Niederhalter erforderlich, da durch die erste Schweißnaht das Bauteil bereits fixiert ist. Ferner kann eine Vergrößerung der Anbindefläche von der ersten Schweißung durch die Ergänzungsschweißung und somit die Erhöhung der Festigkeit der Verbindung sowie der Stromleitfähigkeit erreicht werden. Des Weiteren kann ein sehr geeignetes Reparaturkonzept und somit die Reduzierung des Bauteilausschusses sowie eine Kostenersparnis realisiert werden. Die erste und die zweite Schweißnaht können in identischer Anlage und somit mit gleicher Anlagentechnik direkt und unmittelbar hintereinander getaktet werden. Ferner kann dies an allen mittels Schweißungen hergestellten elektrischen Kontaktierungen anwendbar sein, insbesondere für das Kontaktieren von Zellverbindern mit zylindrischen Batteriezellen über ein so genanntes Laserstrahlschweißen. Des Weiteren ist das Verfahren unabhängig von den Werkstoffen beziehungsweise der Werkstoffkombination, zum Beispiel Aluminium, Stahl/Hilumin, Kupfer und deren Mischverbindungen.
-
Insbesondere sieht somit eine vorteilhafte Ausgestaltungsform vor, dass zwischen der ersten Schweißnaht und der zweiten Schweißnaht ein Mindestabstand von größer-gleich 0,25 Millimeter ausgebildet wird.
-
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsform sieht vor, dass eine direkte Überlagerung der ersten Schweißnaht und der zweiten Schweißnaht und ein Überschneiden deren Bahnen verhindert wird.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird eine Geometrie von der ersten Schweißnaht und der zweiten Schweißnaht jeweils partiell oval- oder kreisförmig erzeugt.
-
Ebenfalls ist vorgesehen, dass eine Geometrie von der zweiten Schweißnaht in Abhängigkeit von der ersten Schweißnaht erzeugt wird.
-
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft dabei eine Anordnung eines Zellverbinders mit einer Batteriezelle, wobei die Anordnung mit einem Verfahren nach dem vorhergehenden Aspekt erzeugt ist.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Anordnung anzusehen.
-
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 Draufsicht auf eine Anordnung in einer ersten Situation; und
- 2 eine weitere schematische Draufsicht der Verbindung der Batteriezelle beziehungsweise der Anordnung gemäß 1 in einer zweiten Situation.
-
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
-
1 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Batteriezelle 10 mit einem Zellverbinder 12. Die Batteriezelle 10 und der Zellverbinder 12 bilden in diesem Ausführungsbeispiel eine Anordnung 14. Der Zellverbinder 12 ist insbesondere an einem Pol 16 der Batteriezelle 10 mit einer ersten Schweißnaht 18 kontaktiert. Insbesondere ist dabei die Kontaktierung elektrisch und mechanisch. Insbesondere befindet sich gemäß 1 die Anordnung in einer ersten Situation. Der Zellverbinder 12 wird dabei mittels eines Niederhalters 20 niedergedrückt, so dass die erste Schweißnaht 18 erzeugt werden kann. 2 wiederum zeigt dann die darauffolgende Situation, wobei in der Situation gemäß 2 insbesondere eine zur ersten Schweißnaht 18 zweite Schweißnaht 22 erzeugt wird, welche unabhängig von der ersten Schweißnaht 18 ist. Die zweite Schweißnaht 22 kann auch als so genannte Ergänzungsschweißnaht bezeichnet werden. Die zweite Schweißnaht 22 kann insbesondere somit im Bereich des zuvor aufgesetzten Niederhalters 16 ausgebildet werden.
-
insbesondere ist somit vorgesehen, dass die Geometrie der ersten Schweißnaht 18 und der zweiten Schweißnaht 22 partiell oval- oder kreisförmige Bahnen aufweisen, insbesondere mit einem jeweiligen Radius von rK ≤ 35 mm. Die zweite Schweißnaht 22 ist dabei als ovale oder kreisförmige Krümmung mit einem Radius ri ausgebildet, welche dem Bahnanteil von rK (in x-Richtung) direkt gegenüberliegt, insbesondere 180 Grad, mit insbesondere ri < rK. Die Krümmung mit ri ragt in die erste Schweißnahtkontur hinein, das heißt, die erste und die zweite Kontur besitzen jeweils Bahnanteile mit identischen x-Koordinaten, aber entsprechend differenten y-Koordinaten, ohne die Kreuzung der Bahnen von der ersten Schweißnaht 18 und der zweiten Schweißnaht 22. Weitere Krümmungsradien der Bahnkontur der zweiten Schweißnaht 22 resultieren aus der ersten Schweißbahn, die Bedingung ist dabei keine Bahnkreuzung.
-
Hierbei ist insbesondere ein Mindestabstand aB von ≤ 0,25 mm einzuhalten. Die zweite Schweißnaht 22 wird vorteilhaft in einem nahezu geschlossenen Profil geschweißt, auf jeden Fall befinden sich weder die Schweißnahtenden nach beziehungsweise anfangs auf der äußeren Krümmungsbahn mit rK.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Batteriezelle
- 12
- Zellverbinder
- 14
- Anordnung
- 16
- Pol
- 18
- erste Schweißnaht
- 20
- Niederhalter
- 22
- zweite Schweißnaht
- rk
- Radius
- ri
- Radius
- aB
- Mindestabstand
-
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 102022000181 A1 [0003]
