DE102022101725A1 - Battery module and method for manufacturing a battery module - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriemodul (1) umfassend zumindest eine Batteriezelle (2), bevorzugt eine prismatische Batteriezelle (2), und zumindest zwei Druckplatten (3), welche jeweils an einem ersten Ende (5) und einem zweiten Ende (6) des Batteriemoduls (1) angeordnet sind, wobei die zumindest eine Batteriezelle (2) in einer Stapelrichtung (4) zwischen den zwei Druckplatten (3) angeordnet ist, wobei zumindest ein Spannband (9) vorgesehen ist, das parallel zur Stapelrichtung (4) angeordnet ist, und zumindest eine Klammer (10) vorgesehen ist, welche auf einer der zumindest einen Batteriezelle (2) abgewandten Stirnseite (15) einer der Druckplatten (3) am ersten Ende (5) oder am zweiten Ende (6) quer zur Stapelrichtung (4) angeordnet ist, wobei das Spannband (9) mit der Klammer (10) verbunden ist und in der Stapelrichtung (4) eine Spannkraft (14) auf die Druckplatten (3) aufbringt, oder dass zumindest ein Spannband (9) vorgesehen ist, welches die Druckplatten (3) zusammen mit der zumindest einen Batteriezelle (2) in der Stapelrichtung (4) umschließt und ein erstes Endstück (11) und ein zweites Endstück (12) des Spannbandes (9) miteinander verbunden sind, wobei das Spannband (9) dazu eingerichtet ist, in der Stapelrichtung (4) eine Spannkraft (14) auf die Druckplatten (3) aufzubringen.The present invention relates to a battery module (1) comprising at least one battery cell (2), preferably a prismatic battery cell (2), and at least two pressure plates (3), which are each attached to a first end (5) and a second end (6) of the battery module (1), the at least one battery cell (2) being arranged between the two pressure plates (3) in a stacking direction (4), with at least one clamping strap (9) being provided, which is arranged parallel to the stacking direction (4). , and at least one clamp (10) is provided, which is located on an end face (15) of one of the pressure plates (3) facing away from the at least one battery cell (2) at the first end (5) or at the second end (6) transversely to the stacking direction (4 ) is arranged, with the tightening strap (9) being connected to the clamp (10) and applying a tightening force (14) to the printing plates (3) in the stacking direction (4), or that at least one tightening strap (9) is provided which encloses the pressure plates (3) together with the at least one battery cell (2) in the stacking direction (4) and a first end piece (11) and a second end piece (12) of the clamping strap (9) are connected to one another, the clamping strap (9) is set up to apply a clamping force (14) to the printing plates (3) in the stacking direction (4).
Description
Technisches Gebiettechnical field
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriemodul und ein Verfahren zum Herstellen eines Batteriemoduls.The present invention relates to a battery module and a method for manufacturing a battery module.
Stand der TechnikState of the art
Je nach Aufbau einer Fahrzeugbatterie beziehungsweise eines die Fahrzeugbatterie ausbildenden Batteriemoduls zur Aufnahme von Batteriezellen müssen Maßnahmen ergriffen werden, um eine Ausdehnung der Batteriezellen im Lade- und Entladezyklus, ein sogenanntes Swelling, zu begrenzen. Zum Begrenzen des Swellings von (prismatischen) Batteriezellen kann in einem Batteriemodul beziehungsweise in einer Fahrzeugbatterie ein Umreifungsband eingesetzt werden. Dabei werden die Batteriezellen oder Batteriezellenstapel an deren Außenseiten durch Druckplatten begrenzt und mittels des Umreifungsbandes eine Vorspannkraft auf die Druckplatten aufgebracht. Dabei ist es für die Lebensdauer der Batteriezellen vorteilhaft, wenn die Vorspannkraft weder zu hoch noch zu niedrig bemessen ist.Depending on the structure of a vehicle battery or a battery module forming the vehicle battery for accommodating battery cells, measures must be taken to limit expansion of the battery cells in the charging and discharging cycle, so-called swelling. Strapping can be used in a battery module or in a vehicle battery to limit the swelling of (prismatic) battery cells. The battery cells or battery cell stacks are delimited on their outer sides by pressure plates and a prestressing force is applied to the pressure plates by means of the strapping. It is advantageous for the service life of the battery cells if the preload force is neither too high nor too low.
Aus der
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Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Batteriemodul bereitzustellen, welches einfach herzustellen ist und welches die Lebensdauer der Batteriezellen erhöht, sowie ein entsprechendes Verfahren zum Herstellen eines Batteriemoduls bereitzustellen.Proceeding from the known prior art, it is an object of the present invention to provide a battery module which is easy to manufacture and which increases the service life of the battery cells, and to provide a corresponding method for manufacturing a battery module.
Die Aufgabe wird einerseits durch ein Batteriemodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren.The task is solved on the one hand by a battery module with the features of
Entsprechend wird ein Batteriemodul vorgeschlagen, welches zumindest eine Batteriezelle, bevorzugt eine prismatische Batteriezelle, und zumindest zwei Druckplatten umfasst, welche jeweils an einem ersten Ende und einem zweiten Ende des Batteriemoduls angeordnet sind, wobei die zumindest eine Batteriezelle in einer Stapelrichtung zwischen den zwei Druckplatten angeordnet ist.Accordingly, a battery module is proposed which comprises at least one battery cell, preferably a prismatic battery cell, and at least two pressure plates, which are each arranged at a first end and a second end of the battery module, the at least one battery cell being arranged between the two pressure plates in a stacking direction.
Erfindungsgemäß ist zumindest ein Spannband vorgesehen, das parallel zur Stapelrichtung angeordnet ist, und es ist zumindest eine Klammer vorgesehen, welche auf einer der zumindest einen Batteriezelle abgewandten Stirnseite einer der Druckplatten am ersten Ende oder am zweiten Ende quer zur Stapelrichtung angeordnet ist, wobei das Spannband mit der Klammer verbunden ist und in der Stapelrichtung eine Spannkraft auf die Druckplatten aufbringt, oder es ist zumindest ein Spannband vorgesehen, welches die Druckplatten zusammen mit der zumindest einen Batteriezelle in der Stapelrichtung umschließt und ein erstes Endstück und ein zweites Endstück des Spannbandes sind miteinander verbunden, wobei das Spannband dazu eingerichtet ist, in der Stapelrichtung eine Spannkraft auf die Druckplatten aufzubringen.According to the invention, at least one clamping strap is provided, which is arranged parallel to the stacking direction, and at least one clamp is provided, which is arranged on one of the pressure plates at the first end or at the second end, on an end face of one of the pressure plates that faces away from the at least one battery cell, transversely to the stacking direction, the clamping strap being connected to the clamp and applying a clamping force to the pressure plates in the stacking direction, or at least one clamping strap is provided, which encloses the pressure plates together with the at least one battery cell in the stacking direction and has a first end piece and a second end piece of the clamp bands are connected to each other, wherein the clamping band is adapted to apply a clamping force to the printing plates in the stacking direction.
Mit anderen Worten, das Batteriemodul kann für eine Batterie in einem Kraftfahrzeug vorgesehen sein, wobei die Batteriezellen von einem Spannband umspannt und über die Druckplatten mit der Spannkraft so zusammengedrückt werden, dass ein Swelling der Batteriezellen begrenzt wird.In other words, the battery module can be provided for a battery in a motor vehicle, the battery cells being spanned by a clamping strap and being pressed together by the clamping force via the pressure plates in such a way that swelling of the battery cells is limited.
Hierzu können eine erste oder eine zweite Ausführungsform des Batteriemoduls vorgesehen sein. Bei der ersten Ausführungsform kann mindestens eine Klammer vorgesehen sein, welche an einer Druckplatte vorgesehen ist und das Spannband ist mit der Klammer verbunden. Beispielsweise kann das jeweilige Endstück des Spannbandes jeweils an einem Bügel der Klammer oder mittig der Klammer mit der Klammer verbunden werden.For this purpose, a first or a second embodiment of the battery module can be provided. In the first embodiment, at least one bracket may be provided, which is provided on a pressure plate, and the tightening band is connected to the bracket. For example, the respective end piece of the tightening strap can be connected to the clamp on a bracket of the clamp or in the middle of the clamp.
Sind zwei Klammern vorgesehen, so kann ein erstes Spannband auf der Oberseite des Batteriemoduls parallel zur Stapelrichtung mittels des Verbindungselements mit der jeweiligen Klammer am ersten und zweiten Ende des Batteriemoduls, insbesondere mit dem ersten Bügel der Klammer, verbunden werden und auf der Unterseite des Batteriemoduls ein zweites Spannband parallel zur Stapelrichtung mit der jeweiligen Klammer am ersten und zweiten Ende des Batteriemoduls, insbesondere mit einem zweiten Bügel der Klammer, verbunden werden.If two clips are provided, a first tightening strap on the upper side of the battery module can be connected parallel to the stacking direction by means of the connecting element to the respective clip on the first and second end of the battery module, in particular to the first clip of the clip, and on the underside of the battery module a second tightening strap can be connected parallel to the stacking direction to the respective clip on the first and second end of the battery module, in particular to a second clip of the clip.
Dabei können die Spannbänder parallel zur Stapelrichtung und die Klammern quer zur Stapelrichtung verlaufen. Wenn die Stapelrichtung beispielsweise entlang einer y-Achse eines kartesischen Koordinatensystems verläuft, kann quer zur Stapelrichtung ein Verlauf entlang einer x-Achse und/oder einer z-Achse bedeuten.The tightening straps can run parallel to the stacking direction and the clamps can run transversely to the stacking direction. If the stacking direction runs, for example, along a y-axis of a Cartesian coordinate system, transverse to the stacking direction can mean a path along an x-axis and/or a z-axis.
Die Klammern und das Spannband können jeweils die Spannkraft aufbringen, die über die Druckplatten auf die Batteriezellen weitergeleitet wird, sodass die Spannkraft auf die Batteriezellen drückt, um einem Swelling entgegen zu wirken.The clamps and the tightening strap can each apply the clamping force that is passed on to the battery cells via the pressure plates, so that the clamping force presses on the battery cells to counteract swelling.
Das Verbindungselement kann beispielsweise eine Laserschweißverbindung sein. Bevorzugt kann die erste Variante daher ein Batteriemodul umfassen, welches von zwei Spannbändern und zwei Klammern, welche jeweils an der Stirnseite der Druckplatten am ersten und zweiten Ende des Batteriemoduls angeordnet sind, umschlossen ist, wobei das Spannband mit der jeweiligen Klammer jeweils an den jeweiligen Endstücken mittels zumindest eines Laserschweißpunktes verbunden ist. Beispielsweise können für die Herstellung des Batteriemoduls der ersten Variante zumindest vier Laserschweißpunkte verwendet werden, um zwei Klammern mit zwei Spannbändern miteinander zu verbinden.The connecting element can be a laser welded connection, for example. The first variant can therefore preferably include a battery module which is surrounded by two straps and two clamps, which are each arranged on the front side of the pressure plates at the first and second end of the battery module, the strap being connected to the respective clamp at the respective end pieces by means of at least one laser weld point. For example, at least four laser welding points can be used to connect two clamps with two straps to one another for the production of the battery module of the first variant.
Unter einer Klammer wird hierin beispielsweise eine Struktur verstanden, die sich über die Stirnseite einer Druckplatte hinweg erstreckt und dann senkrecht dazu jeweils einen Abschnitt ausbildet, der sich an der Seite der Druckplatte erstreckt. Diese sich senkrecht zur Stirnseite der Druckplatte erstreckenden Abschnitte der Klammer werden auch als Bügel bezeichnet. Die Klammer klammert daher die Druckplatte quasi ein und erstreckt sich mit dem Bügel in Richtung der jeweils anderen Druckplatte. An den beiden Bügeln der Klammer kann das Spannband angebracht werden.A clip is understood here, for example, as a structure that extends across the face of a pressure plate and then forms a section perpendicular thereto that extends on the side of the pressure plate. These sections of the clamp, which extend perpendicularly to the end face of the pressure plate, are also referred to as brackets. The clamp therefore clamps the pressure plate as it were and extends with the bracket in the direction of the respective other pressure plate. The tightening strap can be attached to the two brackets of the clamp.
Bei der zweiten Ausführungsform des Batteriemoduls können die Druckplatten im Unterschied zur ersten Variante von zumindest einem Spannband ohne Klammern zusammen mit den dazwischen liegenden Batteriezellen jeweils zumindest einmal umwickelt werden, wobei die Endstücke des jeweiligen Spannbandes mittels des Verbindungselements miteinander verbunden werden, sodass das Spannband die Druckplatten und die Batteriezellen jeweils umschließt und auf diese eine Spannkraft überträgt, die auf die Batteriezellen drückt. Das Verbindungselement kann bevorzugt eine Laserschweißverbindung sein.In the second embodiment of the battery module, in contrast to the first variant, the pressure plates can each be wrapped at least once by at least one tensioning strap without clamps together with the battery cells located in between, the end pieces of the respective tensioning strap being connected to one another by means of the connecting element, so that the tensioning strap encloses the pressure plates and the battery cells and transmits a tensioning force to them, which presses on the battery cells. The connecting element can preferably be a laser welded connection.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass auf die Batteriezellen ohne eine externe Unterstützung eine Spannkraft aufgetragen werden kann, sodass insgesamt weniger Bauraum benötigt wird.This results in the advantage that a clamping force can be applied to the battery cells without external support, so that less installation space is required overall.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass in der Stapelrichtung zwischen jeweils zwei Batteriezellen und/oder zwischen zwei Batteriezellenstapeln und/oder zwischen einer Batteriezelle und der jeweils benachbarten Druckplatte zumindest ein Schwellkissen und/oder ein Wellblecheinsatz zum Kompensieren eines Anschwellens oder Schrumpfens der jeweiligen Batteriezelle(n) angeordnet ist. Mit anderen Worten, das Schwellkissen und/oder der Wellblecheinsatz können ein Swelling der Batteriezellen in Folge von Lade- und Entladevorgängen und/oder der Lebensdauer und/oder von Temperaturschwankungen ausgleichen oder kompensieren oder begrenzen. Beispielsweise kann das Schwellkissen beispielsweise ein Swellingpad sein. Das Schwellkissen und/oder der Wellblecheinsatz können hierzu parallel zur Stapelrichtung reversibel verformbar ausgestaltet sein und weicher sein als die Batteriezellen. Das Schwellkissen oder der Wellblecheinsatz können also verformbarer als die Batteriezelle sein, also ein kleineres Elastizitätsmodul aufweisen als das der Batteriezelle. Insbesondere kann die Verformbarkeit des Schwellkissens quer zur Stapelrichtung, also beispielsweise parallel zur x-Achse und/oder zur z-Achse, wenn die Stapelrichtung entlang der y-Achse verläuft, variieren. Beispielsweise kann das Schwellkissen in einer Mitte quer zur Stapelrichtung härter sein als an einem Rand, um ein Ausbeulen der Batteriezellen in der Mitte zu verringern. Dies kann durch Wahl einer bereichsweise geeigneten Materialzusammensetzung und/oder Materialmischung im Schwellkissen quer zu Stapelrichtung oder mittels eines Wellenmusters beim Wellblecheinsatz quer zur Stapelrichtung bewirkt werden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine Swelling der Batteriezellen im Batteriemodul zumindest teilweise kompensiert werden kann, was eine Schwankung der Spannkraft, die auf die Batteriezellen und das Spannband und/oder die Klammer wirkt, reduziert. Darüber hinaus kann dadurch die Spannkraft auf die Batteriezelle unabhängig vom Lebensalter und/oder einem Betriebszustand der Batteriezelle (geladen, entladen, warm, kalt) auf einen Betriebswert der Spannkraft eingestellt werden. Weiterhin ergibt sich hierdurch der Vorteil, dass das Spannband, die Klammer und das Verbindungselement eine geringere Spannkraft durch das Kompensieren des Swellings aufnehmen müssen.One embodiment provides that in the stacking direction between two battery cells and/or between two battery cell stacks and/or between a battery cell and the respective adjacent pressure plate at least one swelling cushion and/or a corrugated sheet metal insert is arranged to compensate for swelling or shrinkage of the respective battery cell(s). In other words, the swellable cushion and/or the corrugated metal insert can equalize or compensate for or limit swelling of the battery cells as a result of charging and discharging processes and/or the service life and/or temperature fluctuations. For example, the swelling cushion can be a swelling pad, for example. For this purpose, the swelling cushion and/or the corrugated sheet metal insert can be designed to be reversibly deformable parallel to the stacking direction and can be softer than the battery cells. The swelling cushion or the corrugated sheet metal insert can therefore be more deformable than the battery cell, ie have a lower modulus of elasticity than that of the battery cell. In particular, the deformability of the swelling cushion transverse to the stacking direction, for example parallel to the x-axis and / o that to the z-axis when the stacking direction is along the y-axis will vary. For example, the swelling cushion can be harder in a center transverse to the stacking direction than at an edge in order to reduce buckling of the battery cells in the center. This can be brought about by selecting a material composition and/or material mixture that is suitable in some areas in the swelling cushion transversely to the stacking direction or by means of a wave pattern when using corrugated sheet metal transversely to the stacking direction. This results in the advantage that swelling of the battery cells in the battery module can be at least partially compensated for, which reduces fluctuations in the clamping force that acts on the battery cells and the clamping strap and/or the clamp. In addition, the clamping force on the battery cell can thereby be set to an operating clamping force value independently of the age and/or an operating state of the battery cell (charged, discharged, warm, cold). Furthermore, this results in the advantage that the tightening strap, the clamp and the connecting element have to absorb a lower clamping force by compensating for the swelling.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Druckplatte jeweils einen Kunststoff oder ein Metall, insbesondere Aluminium, umfasst oder daraus besteht. Mit anderen Worten, die Druckplatte kann ein festeres Material als dem einer Hülle der jeweiligen Batteriezellen umfassen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass durch das Material der Druckplatten ein Gewicht des Batteriemoduls und damit der Batterie insgesamt reduziert wird.One embodiment provides that the pressure plate comprises or consists of a plastic or a metal, in particular aluminum. In other words, the pressure plate may comprise a material stronger than that of a case of the respective battery cells. This results in the advantage that the material of the pressure plates reduces the weight of the battery module and thus of the battery as a whole.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Verbindungselement eine stoffschlüssige (Löt- und/oder Schweiß- und/oder Klebverbindung) Verbindung, bevorzugt eine Laserschweißverbindung, oder eine Schraub- oder eine Nietverbindung, umfasst. Das Verbindungselement kann auch eine Kombination der besagten mechanischen Verbindungen umfassen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass beispielsweise mittels des Laserschweißens eine einfache und schnelle mechanische Verbindung zwischen dem Spannband und der Klammer oder zwischen den Endstücken des Spannbandes hergestellt werden kann.One embodiment provides that the connecting element comprises a material connection (soldered and/or welded and/or adhesive connection), preferably a laser welded connection, or a screwed or riveted connection. The connecting element can also comprise a combination of said mechanical connections. This results in the advantage that a simple and quick mechanical connection can be produced between the tightening strap and the clamp or between the end pieces of the tightening strap, for example by means of laser welding.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Spannband und/oder die Klammer jeweils in Form eines Umreifungsbands ausgebildet sind und einen Kunststoff und/oder ein Metall, insbesondere Edelstahl, umfassen oder daraus bestehen. Mit anderen Worten, die Druckplatten und die dazwischen liegenden Batteriezellen können mittels des Umreifungsbandes als Spannband verpackt und dadurch mit der Vorspannkraft beaufschlagt werden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass das Batteriemodul und somit die Batterie insgesamt weniger Platzbedarf benötigt und ein geringeres Gewicht aufweist. Weiterhin ergibt sich hierdurch der Vorteil, dass das Umreifungsband dehnbar ist und Schwankungen in der mechanischen Spannung in Folge von veränderten Umweltbedingungen ausgeglichen werden können.One embodiment provides that the tightening strap and/or the clamp are each designed in the form of a strap and comprise or consist of a plastic and/or a metal, in particular high-grade steel. In other words, the pressure plates and the battery cells located between them can be packaged as a tensioning strap by means of the strapping and can thus be subjected to the pretensioning force. This results in the advantage that the battery module and thus the battery requires less space overall and is lighter in weight. Furthermore, this results in the advantage that the strap is stretchable and fluctuations in the mechanical tension as a result of changed environmental conditions can be compensated.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Spannband und/oder die Klammer eine Zugfestigkeit im Bereich von 5295 N/mm2 bis 7925 N/mm2 (540 kp bis 808 kp) aufweisen. Trotz der hohen Zugfestigkeiten kann dann eine Kompensation des Swellings beispielsweise mittels des oben beschriebenen Schwellkissens und/oder Wellblecheinsatzeinsatzes erreicht werden. Gleichzeitig kann aufgrund der Zugfestigkeit die Materialstärke des Spannbandes reduziert werden, so dass sich eine Materialersparnis ergeben kann.One embodiment provides that the tightening strap and/or the clamp have a tensile strength in the range from 5295 N/mm2 to 7925 N/mm2 (540 kp to 808 kp). Despite the high tensile strength, the swelling can then be compensated for, for example, by means of the swelling cushion and/or corrugated sheet metal insert described above. At the same time, due to the tensile strength, the material thickness of the tensioning strap can be reduced, so that material savings can result.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die jeweilige Druckplatte am ersten und zweiten Ende des Batteriemoduls auf der Stirnseite quer zur Stapelrichtung eine konvexe Form aufweist, insbesondere auf der Stirnseite nach außen gewölbt ist. Mit anderen Worten, die Druckplatte kann quer zur Stapelrichtung von der Batteriezelle ausgehend eine konvexe Form, also einen gewölbten Querschnitt aufweisen, welcher auf der von der Batteriezelle abgewandten Stirnseite der Druckplatte angeordnet ist. Die Druckplatte kann eine der Stirnseite parallel zur Stapelrichtung abgewandte Auflageseite aufweisen, welche eben ausgestaltet ist und dazu eingerichtet ist, gegen die Batteriezelle und/oder das Schwellkissen oder den Wellblecheinsatz zu drücken. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass durch das Anliegen des Spannbandes und/oder der Klammer auf der konvexen, gerundeten Form der Stirnseite der jeweiligen Druckplatte Knickstellen im Spannband und/oder der Klammer verhindert werden können.One embodiment provides that the respective pressure plate at the first and second end of the battery module has a convex shape on the front side transverse to the stacking direction, in particular is curved outwards on the front side. In other words, the pressure plate can have a convex shape transversely to the stacking direction, starting from the battery cell, ie a curved cross section, which is arranged on the end face of the pressure plate facing away from the battery cell. The pressure plate can have a support side facing away from the end face parallel to the stacking direction, which is flat and is set up to press against the battery cell and/or the swelling cushion or the corrugated sheet metal insert. This has the advantage that the tightening strap and/or the clamp resting on the convex, rounded shape of the end face of the respective pressure plate can prevent kinks in the tightening strap and/or the clamp.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Spannband und/oder die Klammer auf der Stirnseite der Druckplatte quer zur Stapelrichtung formschlüssig auf der Stirnseite, bevorzugt formschlüssig zur konvexen Form der jeweiligen Druckplatte, aufliegen. Mit anderen Worten, das Spannband und/oder die Klammer liegen mit ihrer Auflagefläche vollständig auf der Oberfläche Stirnseite auf, wobei sie der konvexen Form der Stirnseite folgen. Die Oberfläche der Stirnseite kann hierzu eine glatte und ebene Struktur aufweisen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die mechanische Spannung in Folge der Spannkraft, welche am Spannband und/oder der Klammer anliegt, gleichmäßiger auf das Spannband und/oder die Klammer verteilt wird und dass eine Reißgefahr reduziert und die Lebensdauer des Batteriemoduls erhöht wird.One embodiment provides that the tightening strap and/or the clip on the end face of the pressure plate rests in a form-fitting manner transversely to the stacking direction on the end face, preferably in a form-fitting manner with respect to the convex shape of the respective pressure plate. In other words, the tightening strap and/or the clip lie completely on the surface of the end face with their bearing surface, following the convex shape of the end face. For this purpose, the surface of the end face can have a smooth and even structure. This has the advantage that the mechanical stress as a result of the tensioning force applied to the tensioning strap and/or the clamp is distributed more evenly over the tensioning strap and/or the clamp and that the risk of tearing is reduced and the service life of the battery module is increased.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die jeweilige Druckplatte eine Hohlraumstruktur aufweist. Mit anderen Worten, die Druckplatte kann im Querschnitt zwischen der Auflageseite und der Stirnseite die zumindest einen Hohlraum aufweisen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass das Gewicht der Druckplatte reduziert wird.One embodiment provides that the respective pressure plate has a cavity structure. In other words, the pressure plate can have at least one cavity in cross section between the bearing side and the end face. This has the advantage that the weight of the pressure plate is reduced.
Die oben gestellte Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zum Herstellen eines Batteriemoduls mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der vorliegenden Beschreibung und den Figuren.The object set above is also achieved by a method for producing a battery module having the features of
Entsprechend wird ein Verfahren zum Herstellen eines Batteriemoduls vorgeschlagen, welches zumindest zwei Druckplatten, zumindest eine Batteriezelle, zumindest zwei Spannbänder und zumindest zwei Klammern umfasst. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- a. Anordnen der zumindest einen Batteriezelle in einer Stapelrichtung zwischen den Druckplatten an einem ersten und einem zweiten Ende des Batteriemoduls,
- b. Auflegen zumindest einer Klammer auf einer der Batteriezelle abgewandten Stirnseite der jeweiligen Druckplatte am ersten und zweiten Ende des Batteriemoduls quer zur Stapelrichtung,
- c. Auflegen zumindest eines Spannbandes jeweils auf einer Oberseite und einer Unterseite des Batteriemoduls parallel zur Stapelrichtung, wobei ein erstes und ein zweites Endstück des jeweiligen Spannbandes jeweils die Klammer am ersten und am zweiten Ende des Batteriemoduls berühren,
- d. Aufbringen einer Spannkraft auf die zumindest eine Batteriezelle, wobei die Spannkraft von außen auf die Stirnseite der jeweiligen Druckplatte in der Stapelrichtung auf die Batteriezelle drückt,
- e. Verbinden des ersten und zweiten Endstücks des jeweiligen Spannbandes mit der jeweiligen Klammer am ersten und zweiten Ende des Batteriemoduls mittels eines Verbindungselements,
- f. Lösen der Spannkraft.
- a. arranging the at least one battery cell in a stacking direction between the pressure plates at a first and a second end of the battery module,
- b. Placing at least one clamp on an end face of the respective pressure plate facing away from the battery cell at the first and second end of the battery module transversely to the stacking direction,
- c. Placing at least one strap on an upper side and an underside of the battery module parallel to the stacking direction, with a first and a second end piece of the respective strap touching the clamp at the first and at the second end of the battery module,
- i.e. Application of a clamping force to the at least one battery cell, the clamping force pressing from the outside onto the end face of the respective pressure plate in the stacking direction on the battery cell,
- e. Connecting the first and second end piece of the respective clamping strap to the respective clip at the first and second end of the battery module by means of a connecting element,
- f. Release of the clamping force.
Mit anderen Worten, zunächst wird zumindest eine Batteriezelle in einer Stapelrichtung zwischen den beiden Druckplatten angeordnet. Die Batteriezellen können insbesondere prismatische Batteriezellen sein. Anschließend kann zumindest eine Klammer auf die Stirnseite der jeweiligen Druckplatte aufgelegt werden, wobei eine Klammer in zumindest einer Richtung quer zur Stapelrichtung auf der Stirnseite verläuft, beispielsweise entlang einer x-Achse und/oder z-Achse eines kartesischen Koordinatensystems, wenn Stapelrichtung entlang y-Achse verläuft. Die Klammer kann hierzu jeweils einen Bügel zum Verbinden mit dem Spannband an jeweils einer Seite der Klammer, insbesondere auf der Ober- und der Unterseite des Batteriemoduls, aufweisen. Im Folgenden kann ein erstes Spannband auf der Oberseite und ein zweites Spannband auf der Unterseite parallel zur Stapelrichtung auf der zumindest eine Batteriezelle und den Druckplatten angeordnet werden, sodass das erste Endstück des jeweiligen Spannbandes am ersten Ende des Batteriemoduls an der Klammer, insbesondere am jeweiligen Bügel der Klammer auf der Oberseite oder der Unterseite, anliegt und das zweite Endstück am zweiten Ende an der Klammer, insbesondere am jeweiligen Bügel der Klammer auf der Oberseite oder der Unterseite. Das jeweilige Endstück des Spannbandes auf der Oberseite kann also jeweils mit einem dazu korrespondierenden Bügel der Klammer auf der Oberseite und das jeweilige Endstück des Spannbandes auf der Unterseite kann mit dem dazu korrespondierenden Bügel der Klammer auf der Unterseite verbunden werden.In other words, at first at least one battery cell is arranged in a stacking direction between the two pressure plates. The battery cells can in particular be prismatic battery cells. At least one clamp can then be placed on the end face of the respective printing plate, with one clamp running in at least one direction transverse to the stacking direction on the end face, for example along an x-axis and/or z-axis of a Cartesian coordinate system if the stacking direction runs along the y-axis. For this purpose, the clamp can each have a clip for connecting to the tightening strap on one side of the clamp, in particular on the top and bottom of the battery module. A first tightening strap can then be arranged on the top and a second tightening strap on the underside parallel to the stacking direction on the at least one battery cell and the pressure plates, so that the first end piece of the respective tightening strap at the first end of the battery module rests against the clamp, in particular against the respective bracket of the clamp on the top or bottom, and the second end piece at the second end against the clamp, in particular on the respective bracket of the clamp on the top or bottom. The respective end piece of the tightening strap on the top can thus be connected to a corresponding bracket of the clamp on the top and the respective end piece of the tightening strap on the underside can be connected to the corresponding bracket of the clamp on the underside.
Eine Spannkraft kann von außen auf die Stirnflächen der Druckplatten parallel zur Stapelrichtung aufgebracht werden, sodass die Druckplatten mit der Auflageseite durch die Spannkraft gegen die zumindest eine Batteriezelle gedrückt werden. Beispielsweise kann mittels zumindest einer Pressplatte auf gegen die Druckplatte am ersten und am zweiten Ende gedrückt werden, wobei eine Form der Pressplatte zu einer Form der Stirnseite der jeweiligen Druckplatte korrespondieren kann. Wenn die Stirnseite der Druckplatte beispielsweise eine konvexe Form aufweist, kann die Druckplatte eine dazu formschlüssige konkave Form aufweisen. Während des Anlegens der Spannkraft können die Endstücke des Spannbandes mittels des Verbindungselements mit den Klammern am ersten und zweiten Ende verbunden werden, wobei das Verbindungselement bevorzugt eine Schweißverbindung, insbesondere eine Laserschweißverbindung ist. Das Schweißen kann dabei während es Anlegens der Spannkraft erfolgen. Nach dem Schweißen kann die Spannkraft von außen dann gelöst werden, sodass die Spannkraft von dem mit den Klammern verbunden Spannbändern auf die Druckplatten aufgebracht wird. Durch das Verfahren kann ein Batteriemodul insbesondere gemäß der ersten Ausführungsform hergestellt werden, welches von zumindest zwei Spannbändern und zwei Klammern mit einer Spannkraft beaufschlagt wird, wobei die Spannbänder mit den Klammern jeweils mittels einer Schweißverbindung, insbesondere einer Laserschweißverbindung miteinander verbunden sind. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass mittels des besagten Verfahrens der Herstellungsprozess eines Batteriemoduls vereinfacht und insbesondere beschleunigt wird, da ein Wickelvorgang vermieden und durch ein Schweißen ersetzt werden kann.A clamping force can be applied from the outside to the end faces of the pressure plates parallel to the stacking direction, so that the pressure plates are pressed with the contact side against the at least one battery cell by the clamping force. For example, at least one pressure plate can be used to press against the pressure plate at the first and at the second end, with a shape of the pressure plate being able to correspond to a shape of the end face of the respective pressure plate. If the end face of the pressure plate has a convex shape, for example, the pressure plate can have a form-fitting concave shape. While the tensioning force is being applied, the end pieces of the tensioning strap can be connected to the clamps at the first and second ends by means of the connecting element, with the connecting element preferably being a welded connection, in particular a laser welded connection. The welding can take place while the clamping force is being applied. After welding, the clamping force can then be released from the outside so that the clamping force is applied to the pressure plates by the clamping bands connected to the clamps. The method can be used to produce a battery module, in particular according to the first embodiment, which is subjected to a clamping force by at least two tensioning straps and two clamps, the tensioning straps with the clamps being connected to one another by means of a welded connection, in particular a laser welded connection. This has the advantage that the manufacturing process of a battery module is simplified and in particular accelerated by means of said method, since a Winding process avoided and can be replaced by welding.
Zu dem Verfahren gehören auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.The method also includes embodiments that provide additional benefits.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Verbindungselement eine stoffschlüssige mechanische Verbindung (Löt- oder Schweiß- oder Klebverbindung), bevorzugt eine Laserschweißverbindung, oder eine Schraub- oder eine Nietverbindung umfasst. Mit anderen Worten, das Spannband kann mit der jeweiligen Klammer mittels Laserschweißens auf der Stirnseite der Druckplatte entfernt von der Batteriezelle verbunden werden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Produktionsschritt der Verbindung zwischen Spannband und Klammer einerseits zügig erfolgen kann und andererseits entfernt von den Batteriezellen erfolgt, was eine Fehlerrate bei der Produktion insgesamt reduziert.One embodiment provides that the connecting element comprises a material-locking mechanical connection (soldered or welded or adhesive connection), preferably a laser welded connection, or a screwed or riveted connection. In other words, the strap can be connected to the respective bracket by means of laser welding on the face of the pressure plate remote from the battery cell. This results in the advantage that the production step of the connection between the tightening strap and clamp can be carried out quickly on the one hand and on the other hand takes place away from the battery cells, which reduces the error rate in production overall.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass zwischen den jeweiligen Batteriezellen und/oder zwischen der Batteriezelle und der jeweiligen Druckplatte zumindest ein Schwellkissen oder ein Wellblecheinsatz zum Kompensieren eines Anschwellens oder Schrumpfens der jeweiligen Batteriezelle eingefügt wird. Mit anderen Worten, durch die Kompensation des Swellings der jeweiligen Batteriezelle kann eine mechanische Spannungsschwankung und somit eine Spitzenlast, die auf die Verbindung zwischen dem Spannband und der jeweiligen Klammer wirken, reduziert werden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass das Verbindungselement nicht überdimensioniert werden muss, um eine gute Lebensdauer des Batteriemoduls zu erreichen.One embodiment provides that at least one swelling cushion or corrugated sheet metal insert is inserted between the respective battery cells and/or between the battery cell and the respective pressure plate to compensate for swelling or shrinkage of the respective battery cell. In other words, by compensating for the swelling of the respective battery cell, a mechanical stress fluctuation and thus a peak load acting on the connection between the clamping band and the respective clamp can be reduced. This results in the advantage that the connecting element does not have to be oversized in order to achieve a good service life for the battery module.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Klammer die Stirnseite der jeweiligen Druckplatte formschlüssig umschließt. Mit anderen Worten, die Klammer kann auf der Stirnseite quer zur Stapelrichtung formschlüssig zu einer Querschnittsform der Stirnseite der Druckplatte aufliegen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass Knickstellen vermieden werden können und die Klammer einfach auf die Stirnfläche aufgesetzt und nicht gefügt werden muss.One embodiment provides that the clamp encloses the end face of the respective pressure plate in a form-fitting manner. In other words, the clip can rest on the end face transversely to the stacking direction in a form-fitting manner with respect to a cross-sectional shape of the end face of the pressure plate. This results in the advantage that kinks can be avoided and the clip simply has to be placed on the end face and not joined.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Spannkraft auf die jeweilige Klammer auf der Stirnseite der jeweiligen Druckplatte aufgebracht wird und die Spannkraft die Klammer formschlüssig zur Stirnseite, insbesondere formschlüssig zu einer konvexen Form der jeweiligen Druckplatte, verformt. Mit anderen Worten, die Klammer kann während des Aufbringens der Spannkraft auf die Stirnseite der jeweiligen Druckplatte mittels der Pressplatte formschlüssig zur konvexen Form der Stirnseite von der Pressplatte verformt werden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Klammer nicht vorher separat verformt werden muss, was die Herstellung vereinfacht.One embodiment provides that the clamping force is applied to the respective clamp on the end face of the respective pressure plate and the clamping force deforms the clamp in a form-fitting manner towards the end face, in particular in a form-fitting manner into a convex shape of the respective pressure plate. In other words, while the clamping force is being applied to the end face of the respective pressure plate, the clamp can be deformed by means of the press plate in a form-fitting manner to give the convex shape of the end face of the press plate. This results in the advantage that the clamp does not have to be deformed separately beforehand, which simplifies production.
Das Batteriemodul ist für eine Batterie in einem Kraftfahrzeug vorgesehen, wobei das Kraftfahrzeug bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet ist. Das Kraftfahrzeug kann elektrisch angetrieben sein, insbesondere ein Hybridelektrofahrzeug (HEV, PHEV) sein. Eine Ausführungsform sieht somit ein Kraftfahrzeug vor, welches zumindest ein von dem besagten Batteriemodul umfasst.The battery module is provided for a battery in a motor vehicle, the motor vehicle preferably being designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car or truck, or as a passenger bus or motorcycle. The motor vehicle can be electrically driven, in particular a hybrid electric vehicle (HEV, PHEV). An embodiment thus provides a motor vehicle which comprises at least one of said battery module.
Die Erfindung umfasst auch Realisierungen, die eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen umfassen.The invention also includes implementations that include a combination of the features of several of the described embodiments.
Figurenlistecharacter list
Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
-
1 zeigt einen schematischen Querschnitt der zweiten Ausführungsform des Batteriemoduls, -
2 zeigt einen schematischen Querschnitt der ersten Ausführungsform des Batteriemoduls; und -
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung der ersten Ausführungsform des Batteriemoduls.
-
1 shows a schematic cross section of the second embodiment of the battery module, -
2 shows a schematic cross section of the first embodiment of the battery module; and -
3 shows a schematic representation of a method for producing the first embodiment of the battery module.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter AusführungsbeispieleDetailed description of preferred embodiments
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden. Bei den Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Dies Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.Preferred exemplary embodiments are described below with reference to the figures. Elements that are the same, similar or have the same effect are provided with identical reference symbols in the different figures, and a repeated description of these elements is sometimes dispensed with in order to avoid redundancies. The exemplary embodiments are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the components described each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another and that further 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
Die Druckplatten 3 weisen eine bezüglich ihrer jeweiligen Auflageseite 16, welche den Batteriezellen 3 zugewandt ist und dazu eingerichtet ist, gegen die jeweilige benachbarte Batteriezelle 3 zu drücken, eine konvexe Form 17 auf. Die Druckplatten 3 sind an ihrer jeweiligen Stirnseite 15 nach außen gewölbt. Ergänzend können die Druckplatten 3 eine Hohlraumstruktur 18 mit zumindest einem Hohlraum zwischen der Stirnseite 15 und der Auflageseite 16 zur Gewichtsreduktion aufweisen.The
Zwischen den Batteriezellen 2 kann ein Schwellkissen 7 und/oder ein Wellblecheinsatz 8 angeordnet sein. Ergänzend oder alternativ kann zwischen der jeweiligen Batteriezelle 2 und der jeweiligen Druckplatte 8 ein Schwellkissen 7 oder ein Wellblecheinsatz 8 angeordnet sein.A swelling
Ein Spannband 9 umschließt die Druckplatten 3 zusammen mit den Batteriezellen 2 und ergänzend das Schwellkissen 7 und/oder den Wellblecheinsatz 8 quer zur Stapelrichtung 4, beispielsweise entlang einer x-Achse und/oder einer z-Achse, wenn die Stapelrichtung 4 entlang einer y-Achse verläuft. Das Spannband 9 liegt hierzu quer zur Stapelrichtung 4 auf einer Stirnseite 15 der jeweiligen Druckplatte 3 auf.A
Zum Umschließen werden ein erstes 11 Endstück und ein zweites Endstück 12 des Spannbandes, wie hier beispielsweise am zweiten Ende 6 des Batteriemoduls 1 gezeigt, mittels eines Verbindungselements 13 miteinander verbunden.For enclosing, a first 11 end piece and a
Das Spannband 9 ist dazu eingerichtet, die Spannkraft 14 parallel zur Stapelrichtung 4 auf die Stirnseiten 15 der Druckplatten 3 am ersten 5 und zweiten Ende 6 des Batteriemoduls 1 aufzubringen, sodass die Druckplatten 3 mit der Auflageseite 16 gegen die Batteriezellen 2 und ergänzend oder alternativ gegen das Schwellkissen 7 oder das Wellblecheinsatz 8 mit der Spannkraft 14 drücken. Hierzu kann das Verbindungselement 13 eine lösbare mechanische Verbindung, wie beispielsweise ein Verschluss oder eine Schraubverbindung, oder eine unlösbare mechanische Verbindung, wie beispielsweise eine Kleb- oder eine Schweißverbindung, bevorzugt eine Laserschweißverbindung, zwischen dem ersten 11 und zweiten Endstück 12 des Spannbandes 9 umfassen. Ergänzend oder alternativ können das erste 11 und zweite Endstück 12 des Spannbandes auch am ersten Ende 5 des Batteriemoduls 1 mittels des Verbindungselements 13 miteinander verbunden werden.The
Das Spannband 9 liegt formschlüssig auf der auf der Stirnseite 15 der Druckplatten 3 am ersten 5 und/oder am zweiten Ende 6 des Batteriemoduls 1 auf, insbesondere formschlüssig zur konvexen Form 17 der Druckplatten 3. Durch die konvexe Form kann die Spannkraft 14 gleichmäßig vom Spannband 9 aufgenommen werden und somit können mechanische Spannungsspitzen im Spannband 9 vermieden werden, was eine Reißfestigkeit des Spannbandes 9 und somit eine Lebensdauer des Batteriemoduls 1 erhöht. Das Schwellkissen 7 und/oder der Wellblecheinsatz 8 können ein Anschwellen oder Schrumpfen der jeweiligen Batteriezelle 2 im Rahmen von Lade- oder Entladevorgängen und/oder einer Lebensdauer und/oder von Temperaturschwankungen, also ein Swelling, ausgleichen. Hierzu sind das Schwellkissen 7 und/oder das Wellblecheinsatz 8 reversibel verformbar und können insbesondere mit einer geringeren Kraft verformt werden als die jeweils dazu benachbarte Batteriezelle 2. Somit können das Schwellkissen 7 und/oder der Wellblecheinsatz 8 eine Schwankung in der Spannkraft 14 in Folge von Swelling, insbesondere ein Anschwellen oder Schrumpfen der Batteriezelle 2, zumindest teilweise aufnehmen oder ausgleichen.The tightening
Das Schwellkissen 7 und/oder der Wellblecheinsatz 8 können insbesondere die Spannkraft 14 zumindest teilweise aufnehmen. Hierzu können das Schwellkissen 7 und/oder der Wellblecheinsatz 8 zumindest eine Verformbarkeit aufweisen, welche bevorzugt quer zur Stapelrichtung 4 variabel ausgestaltet sein kann, beispielsweise mittels jeweils einer quer zur Stapelrichtung variablen Wellenstruktur des Wellblecheinsatzes 8 oder einer variablen Materialzusammensetzung des Schwellkissens 7, sodass ein Ausbeulen an bestimmen Stellen der Batteriezelle 2 infolge eines Swellings während des Betriebs reduziert wird.The swelling
Die Kanten der Klammer 10 auf der Oberseite 20 und Unterseite 19 können beispielsweise Bügel sein, welche mit dem ersten Endstück 11 und zweiten Endstück 12 des Spannbandes verschweißt werden. Damit eine Spannkraft durch das jeweilige Spannband 9 auf der Oberseite 19 und der Unterseite 20 und der Klammer 10 am ersten Ende 5 und zweiten Ende 6 des Batteriemoduls 1 auf die Batteriezellen 2 zwischen den Druckplatten 3 aufgebracht werden kann, wird vor dem Verbinden des ersten Endstücks 11 und zweiten Endstücks 12 des jeweiligen Spannbandes 9 eine Spannkraft 14 von außen auf die Stirnseite 15 zumindest einer Druckplatte 3 am ersten 5 und/oder am zweiten Ende 6 des Batteriemoduls 1 aufgebracht. Beispielsweise kann die Spannkraft 14 von außen entlang der Stapelrichtung 4 mittels einer Pressplatte (nicht gezeigt), welche zur Stirnseite 15 formschlüssig ist, aufgebracht werden. Beispielsweise kann die Pressplatte eine zu der konvexen Form 17 (nach außen gekrümmt) der Druckplatte 3 formschlüssige konkave Form (nach innen gekrümmt) aufweisen.The edges of the
Das erste Endstück 11 und das zweite Endstück 12 des jeweiligen Spannbandes 9 auf der Oberseite 19 und der Unterseite 20 können während des Aufbringens der Spannkraft 14 mit der jeweiligen Klammer 10 am ersten Ende 5 und zweiten Ende 6 des Batteriemoduls 1 mittels des Verbindungselements 13, bevorzugt mittels Laserschweißen, verbunden werden. Nach dem Verbinden, bevorzugt nach dem Laserschweißen, kann die Spannkraft 14 von außen gelöst werden, sodass die Spannkraft 14 auf die Batteriezellen 2 über die Druckplatten 3 von dem jeweiligen Spannband 9 und der jeweiligen Klammer 10 aufrechterhalten wird.The
In einem vierten Schritt S4 wird eine Spannkraft 14 auf die zumindest eine Batteriezelle 2 aufgebracht, wobei die Spannraft 14 von außen auf die Stirnseite 15 der jeweiligen Druckplatte 3 in der Stapelrichtung 4 auf die Batteriezelle 2 drückt, insbesondere auf das Schwellkissen 7 und/oder den Wellblecheinsatz 8. Ergänzend kann die Spannkraft 14 auf die jeweilige Klammer 10 auf der Stirnseite 15 der jeweiligen Druckplatte 3 aufgebracht werden und die Spannkraft 14 die Klammer 10 formschlüssig zur Stirnseite 15, insbesondere formschlüssig zu einer konvexen Form 17 (Querschnitt) der jeweiligen Druckplatte 3, verformt werden, sodass die jeweilige Klammer 10 die Stirnseite 15 der jeweiligen Druckplatte, insbesondere die konvexe Form 17 formschlüssig umschließt. Beispielsweise kann die Spannraft 14 mittels einer zur konvexen Form 17 der Druckplatte 3 formschlüssigen Pressplatte aufgebracht werden. Die konvexe Form 17 kann Knickstellen am Spannband 9 und/oder der Klammer 10 verhindern, insbesondere verteilt dies die mechanische Spannung gleichmäßig auf das Spannband 9, sodass eine mechanische Punktbelastung oder Spannungsspitze vermieden wird, was die Lebensdauer des Batteriemoduls 1 erhöht.In a fourth step S4, a clamping
In einem fünften Schritt S5 werden das erste Endstück 11 und das zweite Endstück 12 des jeweiligen Spannbandes 9 mit der jeweiligen Klammer 10 am ersten Ende 5 und zweiten Ende 6 des Batteriemoduls 1 mittels des Verbindungselements 13 miteinander verbunden. Das Verbindungselement 13 kann hierzu eine stoffschlüssige mechanische Verbindung, wie beispielsweise eine Löt- oder eine Schweiß- oder eine Klebverbindung, umfassen, bevorzugt eine Laserschweißverbindung. Ergänzend oder alternativ kann das Verbindungselement eine Schraub- oder eine Nietverbindung umfassen.In a fifth step S5, the
In einem sechsten Schritt S6 wird die Spannkraft 14 gelöst, sodass die Spannkraft 14 nun von dem jeweiligen Spannband und der Klammer auf die Druckplatten 3 aufgebracht wird.In a sixth step S6, the clamping
Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.As far as applicable, all the individual features that are presented in the exemplary embodiments can be combined with one another and/or exchanged without departing from the scope of the invention.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Batteriemodulbattery module
- 22
- Batteriezellebattery cell
- 33
- Druckplatteprinting plate
- 44
- Stapelrichtungstacking direction
- 55
- erstes Endefirst end
- 66
- zweites Endesecond end
- 77
- Schwellkissenswelling pillow
- 88th
- Wellblecheinsatzcorrugated insert
- 99
- Spannbandstrap
- 1010
- Klammerbracket
- 1111
- erstes Endstückfirst tail
- 1212
- zweites Endstücksecond tail
- 1313
- Verbindungselementfastener
- 1414
- Spannkraftresilience
- 1515
- Stirnseiteface
- 1616
- Auflageseitebearing side
- 1717
- konvexe Formconvex shape
- 1818
- Hohlraumstrukturcavity structure
- 1919
- Oberseitetop
- 2020
- Unterseitebottom
- S1S1
-
Schritt 1
Step 1 - S2S2
-
Schritt 2
step 2 - S3S3
-
Schritt 3
step 3 - S4S4
-
Schritt 4
step 4 - S5S5
-
Schritt 5
step 5 - S6S6
-
Schritt 6
step 6
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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- EP 1760806 B1 [0005]EP 1760806 B1 [0005]
- EP 2608309 A1 [0006]EP 2608309 A1 [0006]
- US 20180151906 A1 [0007]US20180151906A1 [0007]
Claims (15)
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- 2022-01-25 DE DE102022101725.7A patent/DE102022101725A1/en active Pending
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