DE102022111856A1 - Method for contacting battery cells in a vehicle battery assembly, and vehicle battery assembly - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrischen Kontaktieren von Batteriezellen (4) in einer Fahrzeugbatterieanordnung (1), umfassend das Einbringen einer Mehrzahl von Batteriezellen (4) in Aufnahmen (3) eines Zellhalters (2), derart, dass jeweils ein Zellkontakt (5) jeder der Batteriezellen (4) an einer Applikationsseite (6) des Zellhalters (2) frei liegt, wobei nach dem Einbringen der Batteriezellen (4) in die Aufnahmen (3) des Zellhalters (2) eine durchgehende Raupe (7) aus einem adhäsiven, elektrisch leitfähigen Material an der Applikationsseite 86) auf den Verbund aus Zellhalter (2) und Batteriezellen (4) derart aufgebracht wird, dass die Raupe (7) sukzessive über die frei liegenden Zellkontakte (5) verläuft, und eine entsprechende Fahrzeugbatterieanordnung.The present invention relates to a method for electrically contacting battery cells (4) in a vehicle battery arrangement (1), comprising introducing a plurality of battery cells (4) into receptacles (3) of a cell holder (2), such that one cell contact (5 ) each of the battery cells (4) is exposed on an application side (6) of the cell holder (2), with a continuous bead (7) made of an adhesive after the battery cells (4) have been inserted into the receptacles (3) of the cell holder (2). , electrically conductive material on the application side 86) is applied to the composite of cell holder (2) and battery cells (4) in such a way that the bead (7) successively runs over the exposed cell contacts (5), and a corresponding vehicle battery arrangement.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kontaktieren von Batteriezellen in einer Fahrzeugbatterieanordnung, und eine Fahrzeugbatterieanordnung.The present invention relates to a method for contacting battery cells in a vehicle battery arrangement, and a vehicle battery arrangement.
Stand der TechnikState of the art
Fahrzeuge, welche als primären oder gar einzigen Antrieb für die Fortbewegung einen Elektromotor aufweisen, sogenannte Elektrofahrzeuge, erfreuen sich insbesondere aufgrund ihres im Wesentlichen punktemissionslosen Betriebs vor allem aus ökologischen Gründen, aber auch zunehmend aus ökonomischen Gründen und Gründen der Fahrdynamik immer größerer Beliebtheit. Zum Antreiben des elektrischen Hautpantriebs umfassen Elektrofahrzeuge eine entsprechend groß ausgebildete Fahrzeugbatterie, welche sich in der Regel aus einer Vielzahl von einzelnen miteinander parallel verschalteten Batteriezellen zusammensetzt. Die Batteriezellen können innerhalb der Fahrzeugbatterie in Batteriemodule unterteilt sein. Fahrzeugbatterien können eine Mehrzahl solcher Batteriemodule aufweisen, die etwa in einer Stapelrichtung gestapelt in einem Batteriegehäuse angeordnet sind.Vehicles that have an electric motor as the primary or even sole drive for locomotion, so-called electric vehicles, are enjoying increasing popularity, particularly due to their essentially zero-point emission operation, primarily for ecological reasons, but also increasingly for economic reasons and reasons of driving dynamics. To drive the main electric drive, electric vehicles include a correspondingly large vehicle battery, which is usually composed of a large number of individual battery cells connected in parallel. The battery cells can be divided into battery modules within the vehicle battery. Vehicle batteries can have a plurality of such battery modules, which are arranged in a battery housing stacked approximately in a stacking direction.
Die Batteriezellen sind hierzu üblicherweise durch zumindest einen Zellhalter gehalten, um sicherzustellen, dass die einzelnen Batteriezellen steht in einer vorgegebenen, festen Position zueinander vorliegen. Der Zellhalter weist zu diesem Zwecke eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Aufnahmen auf. Diese Zellhalter sind oft aus einem Kunststoff gefertigt. Zellhalter aus Kunststoff besitzen meist eine komplexe Geometrie, da sie eine große Anzahl von Batteriezellen aufnehmen müssen.For this purpose, the battery cells are usually held by at least one cell holder in order to ensure that the individual battery cells are in a predetermined, fixed position relative to one another. For this purpose, the cell holder has a plurality of receptacles arranged next to one another. These cell holders are often made of plastic. Plastic cell holders usually have a complex geometry because they have to hold a large number of battery cells.
Zum elektrischen Kontaktieren der einzelnen Batteriezellen sind Sammelleiter, auch als „Stromschiene“, „Sammelschiene“ oder „Busbar“ bezeichnet, vorgesehen, welche die Zellkontakte gleicher Polarität bzw. synonym Polung der einzelnen Zellen kontaktieren, und so eine Hochvoltanordnung ausbilden. Bei herkömmlichen Fahrzeugbatterien sind die Sammelleiter aus einem Metallblech und/oder einem Metalldraht ausgebildet. In vielen Fällen werden Sammelleiter aus Aluminium oder Kupfer bzw. einer Legierung der vorstehend genannten verwendet, die an zumindest einer Stelle an den Zellhalter oder einer oberhalb des Verbunds aus Zellhalter und darin aufgenommenen Batteriezellen angeordneten Batterieabdeckung befestigt sein können.To electrically contact the individual battery cells, busbars, also referred to as “busbars”, “busbars” or “busbars”, are provided, which contact the cell contacts of the same polarity or, synonymously, polarity of the individual cells, and thus form a high-voltage arrangement. In conventional vehicle batteries, the busbars are made of a metal sheet and/or a metal wire. In many cases, busbars made of aluminum or copper or an alloy of the above are used, which can be attached at least at one point to the cell holder or to a battery cover arranged above the assembly of cell holder and battery cells accommodated therein.
Alternativ hierzu lehrt etwa die
Die Verbindung der Zellkontakte mit dem Sammelleiter erfolgt herkömmlicherweise durch das Anschweißen des Sammelleiters an die Zellkontakte der einzelnen Batteriezellen. Zur Anwendung können hier sowohl Ultraschall- als auch Laseranlagen kommen. Deren Einsatz ist energieintensiv und kostspielig. Zudem kann es bei jeglichen Schweißverfahren punktuell zu Schäden der im Kopf der Batteriezellen angeordneten Dichtung zwischen den Polen der Batteriezellen kommen. Insbesondere auch bei Laserpulsschweißverfahren, bei welchen die Laserimpulse kürzer sind als die minimale für eine Wärmeleitung erforderliche Zeitspanne, können derartige Schäden punktuell im Verbindungsbereich auftreten.The cell contacts are conventionally connected to the busbar by welding the busbar to the cell contacts of the individual battery cells. Both ultrasound and laser systems can be used here. Their use is energy-intensive and costly. In addition, any welding process can cause damage to the seal located in the head of the battery cells between the poles of the battery cells. In particular, with laser pulse welding processes in which the laser pulses are shorter than the minimum time period required for heat conduction, such damage can occur at certain points in the connection area.
Aufgrund der verschiedenen Materialpaarungen von Sammelschiene und Zellkontakt ist eine schmelzvermengende stoffschlüssige Verbindung der beiden Fügepartner, bei welcher beide Fügepartner gleichsam aufschmelzen und ein gemeinsames Gefüge gemäß eines Schweißens im eigentlichen Sinne ausbilden, in der Regel nicht möglich. Vielmehr erfolgt lediglich ein „Heften“ aufgrund eines asymmetrischen Schmelzens der beiden Fügepartner oder gar eines lediglich einseitigen Schmelzens nur eines der Fügepartner im Sinne einer Lötverbindung. Dies beeinflusst in negativer Hinsicht die (Zug-)Festigkeit der Verbindung von Sammelschiene und Zellkontakt, und somit auch die Lebensdauer der Batterieanordnung.Due to the different material pairings of busbar and cell contact, a melt-mixing cohesive connection of the two joining partners, in which both joining partners melt together and form a common structure according to welding in the true sense, is generally not possible. Rather, there is simply a “stapling” due to asymmetrical melting of the two joining partners or even just one-sided melting of only one of the joining partners in the sense of a soldered connection. This negatively affects the (tensile) strength of the connection between busbar and cell contact, and thus also the service life of the battery arrangement.
Es gilt außerdem als besondere Herausforderung, die Toleranzketten in jeglicher Richtung auszugleichen. Insbesondere kann es vorkommen, dass die einzelnen Batteriezellen und mithin deren Zellkontakte in Bezug auf eine Höhenrichtung der Fahrzeugbatterie auf unterschiedlichen Höhenniveaus gehalten werden. Dieser Versatz in Höhenrichtung ist durch elastisches Biegen des Sammelleiters auszugleichen, so dass zusätzliche Spannungen an der Verbindungsstelle zwischen Sammelleiter und Zellkontakt, in den Zellkontakten und in der Sammelschiene vorliegen. Ferner kann es vorkommen, dass sich während des Betriebs einzelne Batteriezellen aus ihrer Lage in Höhenrichtung, aber auch quer zu dieser verschieben, oder zylindrische Batteriezellen gar eine gewisse Drehung um ihre Längsachse erfahren. Auch dies führt zu zusätzlichen Spannungen an den vorgenannten Bereichen, insbesondere an den Verbindungsstellen.It is also considered a particular challenge to balance the tolerance chains in every direction. In particular, it can happen that the individual battery cells and therefore their cell contacts are kept at different height levels with respect to a height direction of the vehicle battery. This offset in the height direction must be compensated for by elastically bending the busbar, so that additional stresses are present at the connection point between the busbar and the cell contact, in the cell contacts and in the busbar. Furthermore, it can happen that individual battery cells shift from their position in the vertical direction but also transversely to it during operation, or that cylindrical battery cells even experience a certain rotation about their longitudinal axis. This also leads to additional stresses in the aforementioned areas, especially at the connection points.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum elektrischen Kontaktieren von Batteriezellen in einer Fahrzeugbatterieanordnung und eine verbesserte Fahrzeugbatterieanordnung bereitzustellen.Based on the known prior art, it is an object of the present invention to provide an improved method for electrically contacting battery cells in a vehicle battery arrangement and an improved vehicle battery arrangement.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum elektrischen Kontaktieren von Batteriezellen in einer Fahrzeugbatterieanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren.The object is achieved by a method for electrically contacting battery cells in a vehicle battery arrangement with the features of
Entsprechend wird ein Verfahren zum elektrischen Kontaktieren von Batteriezellen in einer Fahrzeugbatterieanordnung vorgeschlagen, umfassend das Einbringen einer Mehrzahl von Batteriezellen in Aufnahmen eines Zellhalters, derart, dass jeweils ein Zellkontakt jeder der Batteriezellen an einer Applikationsseite des Zellhalters frei liegt.Accordingly, a method for electrically contacting battery cells in a vehicle battery arrangement is proposed, comprising introducing a plurality of battery cells into receptacles of a cell holder, such that one cell contact of each of the battery cells is exposed on an application side of the cell holder.
Das Verfahren sieht ferner vor, dass nach dem Einbringen der Batteriezellen in die Aufnahmen des Zellhalters eine durchgehende Raupe aus einem adhäsiven, elektrisch leitfähigen Material an der Applikationsseite auf den Verbund aus Zellhalter und Batteriezellen derart aufgebracht wird, dass die Raupe sukzessive über die frei liegenden Zellkontakte verläuft. Bevorzugt verläuft die Raupe über jeden der frei liegenden Zellkontakte.The method further provides that after the battery cells have been inserted into the receptacles of the cell holder, a continuous bead made of an adhesive, electrically conductive material is applied to the assembly side of the cell holder and battery cells on the application side in such a way that the bead successively over the exposed cell contacts runs. The caterpillar preferably runs over each of the exposed cell contacts.
Unter „adhäsiv“ bzw. „adhäsives Material“ wird hier verstanden, dass das adhäsive Material zum Fügepartner, hier zumindest dem Material der Zellkontakte, bevorzugt dem Material der Zellkontakte und dem Material des Zellhalters, auf der Applikationsseite, an einer Kontaktfläche bzw. Adhäsionsfläche eine Adhäsionswirkung aufweist. Mit anderen Worten haftet das adhäsive Material aufgrund von Adhäsion direkt an dem Material des bzw. der Fügepartner. Adhäsion beschreibt das Wirken von Anziehungskräften an der Schnittstelle des Materials der Raupe und dem der Fügepartner, auf welchen die Raupe appliziert ist. Das adhäsive Material weist mithin dauerhaft Klebeeigenschaften in Bezug auf zumindest die durch das Raupenmaterial durch Kontakt benetzte Oberfläche der Zellkontakte auf. Es haftet aufgrund seiner adhäsiven Eigenschaft von selbst an der Oberfläche des Zellkontakts der Batteriezellen und vorzugsweise zusätzlich am Zellhalter.“Adhesive” or “adhesive material” is understood here to mean that the adhesive material to the joining partner, here at least the material of the cell contacts, preferably the material of the cell contacts and the material of the cell holder, on the application side, on a contact surface or adhesion surface Has adhesion effect. In other words, the adhesive material adheres directly to the material of the joining partner(s) due to adhesion. Adhesion describes the effect of attractive forces at the interface between the material of the bead and that of the joining partner to which the bead is applied. The adhesive material therefore has permanent adhesive properties with respect to at least the surface of the cell contacts that is wetted by the caterpillar material. Due to its adhesive properties, it adheres itself to the surface of the cell contact of the battery cells and preferably also to the cell holder.
Unter einer „Raupe“ wird ein linienförmiger Auftrag von Material mit einem vorgegebenen Querschnitt, mithin vorgegebener Höhe und Breite, verstanden. Die Raupe entspricht in ihrer Erscheinung bzw. Form mithin im Wesentlichen einer dem Fachmann bekannten Klebstoffraupe oder Dichtstoffraupe.A “bead” is a linear application of material with a specified cross-section, i.e. a specified height and width. In terms of its appearance or shape, the bead essentially corresponds to an adhesive bead or sealant bead known to those skilled in the art.
Die miteinander verbundenen Zellkontakte sind schaltungstechnisch so ausgewählt, dass die gewünschte Verschaltung der Batteriezellen erreicht wird. Beispielsweise können mittels der Raupe entweder alle Pluspole oder alle Minuspole der Batteriezellen miteinander verbunden werden, beispielsweise um eine Parallelschaltung der miteinander verbundenen Batteriezellen zu erreichen. Es können aber auch alternierend ein Pluspol einer ersten Batteriezelle mit einem Minuspol einer benachbarten Batteriezelle verbunden werden, beispielsweise um eine Reihenschaltung der Batteriezellen zu erreichen.The interconnected cell contacts are selected in terms of circuitry so that the desired interconnection of the battery cells is achieved. For example, either all positive poles or all negative poles of the battery cells can be connected to one another by means of the caterpillar, for example in order to achieve a parallel connection of the battery cells connected to one another. However, a positive pole of a first battery cell can also be alternately connected to a negative pole of an adjacent battery cell, for example in order to achieve a series connection of the battery cells.
Entsprechend ist es möglich, die Zellkontakte elektrisch zu kontaktieren, ohne dass ein Sammelleiter mit diesen verschweißt werden muss. Aufgrund der vorstehend beschriebenen adhäsiven Eigenschaften der Raupe zumindest während des Applizierens haftet die Raupe direkt und flächig an den Zellkontakten, so dass eine sichere elektrische Kontaktierung der Zellkontakte erzielt werden kann.Accordingly, it is possible to electrically contact the cell contacts without having to weld a busbar to them. Due to the above-described adhesive properties of the bead, at least during application, the bead adheres directly and flatly to the cell contacts, so that secure electrical contacting of the cell contacts can be achieved.
Die Raupe aus adhäsivem, elektrisch leitfähigem Material stellt dabei den Sammelleiter dar bzw. bildet diese aus. Entsprechend kann ferner auf das Vorsehen eines separaten Sammelleiters verzichtet werden.The bead made of adhesive, electrically conductive material represents or forms the busbar. Accordingly, the provision of a separate busbar can also be dispensed with.
Wenn die Raupe zusätzlich adhäsiv an der Applikationsseite des Zellhalters haftet, kann zudem eine besonders gute Befestigung der Raupe erzielt werden. Insbesondere erfahren dann die Verbindungsstellen zwischen Raupe und Zellkontakten im Vergleich zu herkömmlichen Anordnungen, bei welchen die Sammelleiter und die Batteriezellen beispielsweise aufgrund von Vibrationen oder Stößen Relativbewegungen zueinander erfahren können, im Wesentlichen keine Bewegungen relativ zueinander. Denn beide sind an bzw. im Zellhalter gehalten und bewegen sich mit dem Zellhalter mit.If the bead also adheres adhesively to the application side of the cell holder, particularly good attachment of the bead can also be achieved. In particular, the connection points between the caterpillar and cell contacts then experience essentially no movements relative to one another in comparison to conventional arrangements in which the bus conductors and the battery cells can experience relative movements to one another, for example due to vibrations or shocks. Because both are held on or in the cell holder and move with the cell holder.
Ferner ist das Verfahren gegenüber herkömmlichen Verfahren, bei welchen ein Schweißverfahren und/oder ein Schmelzverfahren Anwendung findet, besonders kostengünstig.Furthermore, the method is particularly cost-effective compared to conventional methods in which a welding process and/or a melting process is used.
Die über eine Raupe elektrisch kontaktierten Zellkontakte der Batteriekontakte sind vorzugsweise Zellkontakte gleicher Polarität. Die Raupe verbindet entsprechend Zellkontakte gleicher Polung, etwa die Minuspole bzw. Minuspol-Zellkontakte der Batteriezellen miteinander, oder eben die Pluspole bzw. Pluspol-Zellkontakte der Batteriezellen miteinander. Anders ausgedrückt ist die Raupe ein die Batteriezellen im Sinne einer Parallelschaltung verschaltender Sammelleiter.The cell contacts of the battery contacts that are electrically contacted via a bead are preferably cell contacts of the same polarity. The caterpillar connects cell contacts of the same polarity, such as the negative poles or negative pole cell contacts of the battery cells with each other, or the positive poles or positive pole cell contacts of the battery cells with each other. In other words, the caterpillar is a busbar that connects the battery cells in parallel.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Material der Raupe während des Aufbringens eine erste Viskosität auf und nach einer Härtungsphase und/oder Trocknungsphase eine zweite Viskosität, die höher ist als die erste Viskosität, auf. So kann das Applizieren der Raupe auf den zuvor zusammengebauten Verbund aus Zellhalter und Batteriezellen auf besonders einfache Weise erfolgen. Nach dem Härten und/oder Trocknen des Raupenmaterial kann dann die Raupe eine erhöhte Formstabilität aufweisen, so dass während des Betriebs der Fahrzeuganordnung ein besonders gute Form- und Lagestabilität erzielt werden kann.According to a further preferred embodiment, the material of the bead has a first viscosity during application and, after a hardening phase and/or drying phase, a second viscosity which is higher than the first viscosity. This means that the bead can be applied to the previously assembled assembly of cell holders and battery cells in a particularly simple manner. After the caterpillar material has hardened and/or dried, the caterpillar can then have increased dimensional stability, so that particularly good dimensional and positional stability can be achieved during operation of the vehicle arrangement.
Die erste Viskosität kann bei 20° C vorzugsweise zumindest 10.000 mPas, besonders bevorzugt mindestens 15.000 mPas, und ganz besonders bevorzugt mindestens 30.000 mPas betragen. Die zweite Viskosität beträgt bevorzugt zumindest 30.000 mPas, besonders bevorzugt 50.000 mPas und ganz besonders bevorzugt zumindest 100.000 mPas. Die Werte beziehen sich auf eine Viskosität, die bei einer Temperatur von 20° C unter Verwendung eines Brookfield RVD Rotationsviskosimeter bei 20 Umdrehungen/Minute und einer Spindel der Art „Spindel 6“ bestimmt wird.The first viscosity at 20° C. can preferably be at least 10,000 mPas, particularly preferably at least 15,000 mPas, and most preferably at least 30,000 mPas. The second viscosity is preferably at least 30,000 mPas, particularly preferably 50,000 mPas and very particularly preferably at least 100,000 mPas. The values refer to a viscosity determined at a temperature of 20 ° C using a Brookfield RVD rotary viscometer at 20 revolutions / minute and a spindle type "Spindle 6".
Ferner kann das Material der Raupe nach einer Härtungsphase und/oder Trocknungsphase an ihrer freien Oberfläche, die nach dem Aufbringen in Kontakt mit Luft ist, ihre benetzende, sprich eine Haftung eingehende Eigenschaft verlieren, im Sinne härtender und/oder trocknender Klebstoffe oder Silikone.Furthermore, after a hardening phase and/or drying phase, the material of the bead can lose its wetting, i.e. adhesion-producing properties on its free surface, which is in contact with air after application, in the sense of hardening and/or drying adhesives or silicones.
Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn einer weiteren Ausführungsform folgend das Material der Raupe zumindest während des Schritts des Aufbringens pastös ist, wobei das Material der Raupe bevorzugt dauerhaft pastös ist.It has proven to be particularly advantageous if, according to a further embodiment, the material of the bead is pasty at least during the application step, the material of the bead preferably being permanently pasty.
Unter dem Begriff, „pastös“ bzw. synonym dazu „pastöse Eigenschaften umfassend“ wird verstanden, dass das ein Material nicht mehr fließfähig, sondern streichfest ist. Dadurch kann auf besonders vorteilhafte Weise ein Toleranzausgleich zwischen den Zellkontakten sowie zwischen den Zellkontakten und der Applikationsseite des Zellhalters ausgeglichen werden. Anders ausgedrückt weist pastöses Material die Eigenschaft auf, nach dem Aufbringen auf eine Fläche ohne den Einfluss von äußeren Kräften außer der Schwerkraft im Wesentlichen formstabil und insbesondere ohne zu zerfließen vorzuliegen.The term “pasty” or, synonymously, “comprising pasty properties” means that a material is no longer flowable but is spread-resistant. As a result, a tolerance compensation between the cell contacts and between the cell contacts and the application side of the cell holder can be compensated for in a particularly advantageous manner. In other words, pasty material has the property of being essentially dimensionally stable after application to a surface without the influence of external forces other than gravity and, in particular, without melting.
Vorzugsweise weist das pastöse Material während des Applizierens und/oder nach einer Härtungs- und/oder Trocknungsphase zusätzlich viskoelastische Eigenschaften auf.Preferably, the pasty material additionally has viscoelastic properties during application and/or after a hardening and/or drying phase.
Eine Paste kann als ein Feststoff-Fluidgemisch (Suspension) mit einem hohen Gehalt an Festkörpern verstanden werden.A paste can be understood as a solid-fluid mixture (suspension) with a high solids content.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Material der Raupe zumindest nach einer Härtungsphase und/oder Trocknungsphase gummielastische Eigenschaften und/oder viskoelastische Eigenschaften auf. Dadurch können fertigungsbedingte und insbesondere während des Betriebs auftretende und sich ändernde Form- und Lagetoleranzen bzw. Versätze und Verdrehungen zwischen der Raupe und den Zellkontakten und den Zellhalter besonders gut kompensiert bzw. ausgeglichen werden, ohne dass es zu Schäden an der physischen Verbindung zwischen der Raupe und einem Zellkontakt oder anderen mit der Raupe verbundenen Komponenten, wie etwa ein Hochvoltabnehmer, welcher einen Batteriekontakt der Fahrzeugbatterieanordnung kontaktiert oder darstellt, kommt.According to a further preferred embodiment, the material of the bead has rubber-elastic properties and/or viscoelastic properties at least after a hardening phase and/or drying phase. As a result, shape and position tolerances or offsets and twists between the caterpillar and the cell contacts and the cell holders that occur and change during operation can be particularly well compensated for or balanced out, without causing damage to the physical connection between the caterpillar and a cell contact or other components connected to the caterpillar, such as a high-voltage pickup, which contacts or represents a battery contact of the vehicle battery arrangement.
Mit den Begriffen „Gummielastizität“ bzw. synonym „Entropieelastizität“ ist die für Polymere charakteristische Eigenschaft bezeichnet, nach einer Verformung, die auf Streckung von ganzen Makromolekülen oder Molekülsegmenten beruht, wieder in den entropisch günstigeren Knäuelzustand zurückzukehren. Sie beruht auf einer reversiblen Entropieänderung in den Makromolekülen der Materialmatrix, die aus langen Ketten gleicher Bausteine bestehen.The term “rubber elasticity” or, synonymously, “entropy elasticity” refers to the characteristic property of polymers of returning to the entropically more favorable coil state after deformation, which is based on the stretching of entire macromolecules or molecular segments. It is based on a reversible entropy change in the macromolecules of the material matrix, which consist of long chains of identical building blocks.
Als „Viskoelastizität“ ist die zeit-, temperatur- und frequenzabhängige Elastizität von polymeren Schmelzen oder Festkörpern (Kunststoffen) bezeichnet. Die Viskoelastizität ist durch ein teilweise elastisches, teilweise viskoses Verhalten geprägt. Das Material relaxiert nach Entfernen der externen Kraft nur unvollständig, die verbleibende Energie wird in Form von Fließvorgängen (Retardation) abgebaut.“Viscoelasticity” is the time-, temperature- and frequency-dependent elasticity of polymer melts or solids (plastics). Viscoelasticity is characterized by partly elastic and partly viscous behavior. After the external force is removed, the material relaxes only incompletely; the remaining energy is dissipated in the form of flow processes (retardation).
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Raupe bzw. das Material der Raupe ein Elastomer und/oder ein thermoplastisches Elastomer, bevorzugt ein Silikonmaterial und/oder ein Kautschukmaterial und/oder ein Acrylmaterial.According to a further preferred embodiment, the bead or the material of the bead comprises an elastomer and/or a thermoplastic elastomer, preferably a silicone material and/or a rubber material and/or an acrylic material.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das Material der Raupe ein Grundmaterial, bevorzugt ein einen Kunststoff umfassendes Grundmaterial, und einen in das Grundmaterial eingebrachten, elektrisch leitfähigen Füllstoff, wobei der Füllstoff bevorzugt Graphit, Kohlenstoff, Metall, vorzugsweise Silber, Gold, Kuper, Nickel, und/oder Aluminium, und/oder eine Metalllegierung, bevorzugt eine Silber, Gold, Kuper, Nickel, und/oder Aluminium umfassende Metalllegierung, und/oder Ruß umfasst, wobei der Füllstoff bevorzugt in Form von Partikeln und/oder Fasern ausgebildet ist.According to a further preferred embodiment, the material of the bead contains a base material, preferably a base material comprising a plastic, and an electrically conductive filler introduced into the base material, the filler preferably graphite, carbon, metal, preferably silver, gold, copper, nickel, and/or aluminum, and/or a metal alloy, preferably a metal alloy comprising silver, gold, copper, nickel, and/or aluminum, and/or carbon black, wherein the filler is preferably in the form of particles and/or fibers.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird eine erste Raupe zum Kontaktieren eines Zellkontakts erster Polung jeder der Batteriezellen aufgebracht und ferner eine zweite Raupe zum Kontaktieren des Zellkontakts der anderen Polung jeder der Batteriezellen aufgebracht. So können beide Pole der Batteriezellen in der oben beschriebenen vorteilhaften Weise kontaktiert werden.According to a further preferred embodiment, a first bead is applied for contacting a cell contact of the first polarity of each of the battery cells and a second bead is further applied for contacting the cell contact of the other polarity of each of the battery cells. Both poles of the battery cells can thus be contacted in the advantageous manner described above.
Alterativ oder zusätzlich kann eine Raupe derart aufgebracht werden, dass abwechselnd ein Zellkontakt erster Polung einer Batteriezelle oder einer Gruppe aus der Mehrzahl von Batteriezellen kontaktiert wird und dann ein Zellkontakt anderer Polung einer weiteren Batteriezelle oder einer weiteren Gruppe aus der Mehrzahl von Batteriezellen kontaktiert wird. Mit anderen Worten kann eine serielle Verschaltung von Batteriezellen entlang des Verlaufs der Raupe, oder eben eine serielle Verschaltung von Gruppen aus jeweils parallel verschalteten Batteriezellen bereitgestellt werden.Alternatively or additionally, a bead can be applied in such a way that a cell contact of the first polarity of a battery cell or a group from the plurality of battery cells is alternately contacted and then a cell contact of the other polarity of a further battery cell or a further group from the plurality of battery cells is contacted. In other words, a serial connection of battery cells along the course of the caterpillar, or a serial connection of groups of battery cells connected in parallel can be provided.
Der Verlauf der Raupe kann je nach Anforderung entlang einer Reihe von Batteriezellen im Wesentlichen linear, oder mit Krümmungen, beispielsweise sinusförmig oder schlangenlinienförmig ausgebildet sein.Depending on the requirements, the course of the caterpillar can be essentially linear along a row of battery cells, or with curvatures, for example sinusoidal or serpentine.
Die oben gestellte Aufgabe wird ferner durch eine Fahrzeugbatterieanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der vorliegenden Beschreibung und den beigefügten Figuren.The above task is further solved by a vehicle battery arrangement with the features of
Die Beschreibung hinsichtlich der Fahrzeuganordnung, insbesondere von deren Merkmalen, gilt ebenso als Beschreibung hinsichtlich des Verfahrens, und umgekehrt.The description regarding the vehicle arrangement, in particular its features, is also considered a description regarding the method, and vice versa.
Entsprechend wird eine Fahrzeugbatterieanordnung vorgeschlagen, umfassend einen Zellhalter mit einer Mehrzahl von Aufnahmen zum Aufnehmen von zumindest jeweils einer Batteriezelle und eine Mehrzahl von in den Aufnahmen gehaltenen Batteriezellen, wobei die Batteriezellen derart in den Aufnahmen gehalten sind, dass jeweils ein Zellkontakt, vorzugsweise ein Zellkontakt einer ersten, gleichen Polarität, jeder der Batteriezellen an einer Applikationsseite des Zellhalters frei liegt.Accordingly, a vehicle battery arrangement is proposed, comprising a cell holder with a plurality of receptacles for accommodating at least one battery cell and a plurality of battery cells held in the receptacles, the battery cells being held in the receptacles in such a way that one cell contact, preferably one cell contact first, same polarity, each of the battery cells is exposed on one application side of the cell holder.
Die Fahrzeugbatterieanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine durchgehende Raupe aus einem adhäsiven, elektrisch leitfähigen Material an der Applikationsseite nachträglich des Einbringens der Batteriezellen in die Aufnahmen des Zellhalters auf den so entstandenen Verbund aus Zellhalter und Batteriezellen aufgebracht ist, wobei die Raupe sukzessive über die frei liegenden Zellkontakte verläuft. Bevorzugt verläuft die Raupe über jeden der frei liegenden Zellkontakte.The vehicle battery arrangement is characterized in that a continuous bead made of an adhesive, electrically conductive material is applied to the resulting composite of cell holder and battery cells on the application side after the battery cells have been inserted into the receptacles of the cell holder, with the bead successively over the exposed ones cell contacts. The caterpillar preferably runs over each of the exposed cell contacts.
Anders ausgedrückt verläuft die Raupe über die Applikationsseite des Zellhalters und verläuft dabei sukzessive über die Zellkontakte.In other words, the caterpillar runs over the application side of the cell holder and successively runs over the cell contacts.
Durch das Vorsehen der Raupe wie vorstehend beschrieben können die hinsichtlich des Verfahrens beschriebenen Vorteile und Wirkungen in analoger Weise auch durch die Fahrzeuganordnung erzielt werden.By providing the caterpillar as described above, the advantages and effects described with regard to the method can also be achieved in an analogous manner by the vehicle arrangement.
Die durch die Raupe elektrisch kontaktierten Zellkontakte sind vorzugsweise Zellkontakte gleicher Polarität. Mithin verläuft die Raupe entweder nur über Pluspol-Zellkontakte oder über Minuspol-Zellkontakte.The cell contacts electrically contacted by the caterpillar are preferably cell contacts of the same polarity. The caterpillar therefore runs either only over positive pole cell contacts or over negative pole cell contacts.
Vorzugsweise sind die Aufnahmen in zumindest einer Aufreihrichtung, bevorzugt in zwei orthogonal zueinander angeordneten Aufreihrichtungen, nebeneinander angeordnet und/oder miteinander verbunden. Daher sind dann auch die in den Aufnahmen gehaltenen Batteriezellen entsprechend nebeneinander angeordnet. Die Aufnahmen sind mithin bevorzugt in einer Ebene nebeneinander angeordnet.Preferably, the receptacles are arranged next to one another and/or connected to one another in at least one line-up direction, preferably in two line-up directions arranged orthogonally to one another. Therefore, the battery cells held in the receptacles are then arranged next to each other accordingly. The recordings are therefore preferably arranged next to one another in one plane.
Die Aufnahmen des Zellhalters sind vorzugsweise zum Aufnehmen zumindest einer, bevorzugt genau einer, zylindrischen Batteriezelle, prismatischen Batteriezelle oder Pouch-Batteriezelle ausgebildet.The receptacles of the cell holder are preferably designed to accommodate at least one, preferably exactly one, cylindrical battery cell, prismatic battery cell or pouch battery cell.
Insbesondere für den Fall, dass die im Zellhalter gehaltenen Batteriezellen an ihrer der Applikationsseite zugewandten Seite, folglich auf der Applikationsseite, beide Zellkontakte (den Pluspol-Zellkontakt und den Minuspol-Zellkontakt) aufweisen, können gemäß einer weiteren bevorzugen Ausführungsform die Aufnahmen des Zellhalters an der Applikationsseite zumindest im Bereich des Raupenverlaufs eine Abdeckung zum Abdecken zumindest eines Teil der in der Aufnahme gehaltenen Batteriezelle, bevorzugt zumindest eines weiteren Batteriekontakts, welcher gegensätzlich zum durch die Raupe elektrisch kontaktieren Batteriekontakt gepolt ist, umfassen.In particular, in the event that the battery cells held in the cell holder have both cell contacts (the positive pole cell contact and the negative pole cell contact) on their side facing the application side, hence on the application side, according to a further preferred embodiment, the receptacles of the cell holder can be on the Application side, at least in the area of the caterpillar path, include a cover for covering at least a part of the battery cell held in the receptacle, preferably at least one further battery contact, which is polarized opposite to the battery contact that is electrically contacted by the caterpillar.
Die Abdeckung erstreckt sich bevorzugt an der Applikationsseite oberhalb eines Grundkörpers der in der Aufnahme gehaltenen Batteriezelle in Richtung des Raupenverlaufs zum durch die Raupe elektrisch kontaktieren Zellkontakt. Ungeachtet der Anordnung der Zellkontakte kann durch die Abdeckung verhindert werden, dass die Raupe während des Applizierens auf die Applikationsseite des Verbunds aus Zellhalter und darin gehaltenen Batteriezellen einen Sprung im Höhenverlauf senkrecht zur Raupenverlauf-Richtung erfährt. Vielmehr kann durch die Abdeckung ein Heranführen der Raupe an das Höhenniveau der Oberfläche des Zellkontaktes erzielt werden. Ferner kann die Abdeckung eine Niederhaltefunktion aufweisen bzw. als Niederhalterelement ausgebildet sein. Anders ausgedrückt kann durch die Abdeckung ein Anschlag für die Batteriezelle, bevorzugt einen Grundkörper der Batteriezelle ausgebildet sein, welcher eine formschlüssige Sperre eines Verschiebens der Batteriezelle in der Aufnahme über die Abdeckung hinaus bereitstellt. Mit anderen Worten kann die Abdeckung als Hinterschnitt in Richtung Applikationsseite ausgebildet sein.The cover preferably extends on the application side above a base body of the battery cell held in the receptacle in the direction of the bead path to the cell contact that is electrically contacted by the bead. Regardless of the arrangement of the cell contacts, the cover can prevent the bead from jumping in height perpendicular to the application side of the composite of cell holder and battery cells held therein during application direction of the caterpillar path. Rather, the cover can bring the caterpillar closer to the height level of the surface of the cell contact. Furthermore, the cover can have a hold-down function or can be designed as a hold-down element. In other words, the cover can be used to form a stop for the battery cell, preferably a base body of the battery cell, which provides a positive lock against displacement of the battery cell in the receptacle beyond the cover. In other words, the cover can be designed as an undercut towards the application side.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Zellhalter optional an der Applikationsseite eine sich in Richtung des Raupenverlaufs erstreckende Aussparung, bevorzugt eine Nut, zur Aufnahme der Raupe umfasst. So kann die Raupe einerseits vor einem Ablösen aufgrund eines bei unsachgemäßem Zusammenbau oder unsachgemäßer Wartung auf die Raupe ausgeübten Stoßes geschützt werden. Zudem kann die Raupe auf einem Höhenniveau am bzw. im Zellhalter vorliegen, das im Wesentlichen dem Höhenniveau des zu kontaktierenden Zellkontakts entspricht.It has also proven to be advantageous if the cell holder optionally comprises, on the application side, a recess extending in the direction of the bead path, preferably a groove, for receiving the bead. On the one hand, the caterpillar can be protected from detachment due to shock exerted on the caterpillar due to improper assembly or improper maintenance. In addition, the bead can be present at a height level on or in the cell holder that essentially corresponds to the height level of the cell contact to be contacted.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der Zellhalter auf der Applikationsseite einen bevorzugt angrenzend zu einen Zellkontakt angeordneten, in Richtung des Raupenverlaufs orientierten Rampenabschnitt, welcher bevorzugt eine sukzessive Höhenänderung zwischen einer Grundhöhe des Zellhalters senkrecht zur einer durch die Applikationsseite definierten Ebene und einer von der Grundhöhe des Zellhalters verschiedenen Höhe des Zellkontaktes senkrecht zur durch die Applikationsseite definierten Ebene umfasst. Durch den Rampenabschnitt kann, wenn die Raupe zumindest teilweise auf einem zum Höhenniveau der zu kontaktierenden Oberfläche des Zellkontaktes unterschiedlichen Höhenniveau verläuft, die Raupe von diesem unterschiedlichen Höhenniveau auf das Höhenniveau des Zellkontaktes herangeführt werden.According to a further preferred embodiment, the cell holder on the application side comprises a ramp section which is preferably arranged adjacent to a cell contact and is oriented in the direction of the bead path, which preferably has a successive change in height between a base height of the cell holder perpendicular to a plane defined by the application side and a plane defined by the base height of the Cell holder has different heights of the cell contact perpendicular to the plane defined by the application side. Through the ramp section, if the bead runs at least partially at a height level that is different from the height level of the surface of the cell contact to be contacted, the bead can be brought from this different height level to the height level of the cell contact.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist auf den Verbund aus Zellhalter und Batteriezellen eine erste Raupe zum Kontaktieren eines Zellkontakts erster Polarität jeder der Batteriezellen aufgebracht und eine zweite Raupe zum Kontaktieren des Zellkontakts zweiter Polarität jeder der Batteriezellen aufgebracht. Dies ist insbesondere voreilhaft, wenn die Zellkontakte beider Polaritäten der Batteriezellen auf der Applikationsseite angeordnet sind. Beispielsweise kann bei zylindrischen Batteriezellen ein Pluspol bezogen auf deren Längsachse in einen zentralen Bereich angeordnet sein, und der Minuspol in einem Umfangsbereich der zylindrischen Batteriezelle angeordnet sein. Dann verläuft die erste Raupe zum elektrischen Kontaktieren des Pluspol-Zellkontakts der Batteriezellen über den zentralen Bereich der Batteriezellen, und die zweite Raupe zum elektrischen Kontaktieren des Minuspol-Zellkotakts der Batteriezellen über den Umfangsbereich der Batteriezellen.According to a further preferred embodiment, a first bead for contacting a cell contact of the first polarity of each of the battery cells is applied to the composite of cell holder and battery cells and a second bead is applied for contacting the cell contact of the second polarity of each of the battery cells. This is particularly advantageous if the cell contacts of both polarities of the battery cells are arranged on the application side. For example, in the case of cylindrical battery cells, a positive pole can be arranged in a central area relative to their longitudinal axis, and the negative pole can be arranged in a peripheral area of the cylindrical battery cell. Then the first bead for electrically contacting the positive pole cell contact of the battery cells runs over the central area of the battery cells, and the second bead for electrically contacting the negative pole cell contact of the battery cells runs over the peripheral area of the battery cells.
Alterativ oder zusätzlich kann eine Raupe derart aufgebracht sein, dass abwechselnd ein Zellkontakt erster Polung einer Batteriezelle oder einer Gruppe aus der Mehrzahl von Batteriezellen kontaktiert ist und dann ein Zellkontakt anderer Polung einer weiteren Batteriezelle oder einer weiteren Gruppe aus der Mehrzahl von Batteriezellen kontaktiert ist. Mit anderen Worten kann eine serielle Verschaltung von Batteriezellen entlang des Verlaufs der Raupe, oder eben eine serielle Verschaltung von Gruppen aus jeweils parallel verschalteten Batteriezellen bereitgestellt sein.Alternatively or additionally, a bead can be applied in such a way that a cell contact of the first polarity of a battery cell or a group from the plurality of battery cells is alternately contacted and then a cell contact of the other polarity of a further battery cell or a further group from the plurality of battery cells is contacted. In other words, a serial connection of battery cells along the course of the caterpillar, or a serial connection of groups of battery cells each connected in parallel can be provided.
Der Verlauf der Raupe kann je nach Anforderung entlang einer Reihe von Batteriezellen im Wesentlichen linear, oder mit Krümmungen, beispielsweise sinusförmig oder schlangenlinienförmig ausgebildet sein.Depending on the requirements, the course of the caterpillar can be essentially linear along a row of battery cells, or with curvatures, for example sinusoidal or serpentine.
Der Zellhalter ist bevorzugt aus einem elektrisch nicht leitenden Kunststoff ausgebildet, bevorzugt einstückig ausgebildet.The cell holder is preferably made of an electrically non-conductive plastic, preferably formed in one piece.
Kurze Beschreibung der FigurenShort description of the characters
Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
-
1 schematisch eine Schnittansicht durch eine Fahrzeugbatterieanordnung mit einem Sammelleiter in Form einer Raupe aus adhäsivem, elektrisch leitfähigem Material; -
2 schematisch eine Draufsicht der Fahrzeugbatterieanordnung aus1 ; -
3 schematisch eine Draufsicht einer Fahrzeugbatterieanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform; -
4 schematisch eine Draufsicht eines Detailbereichs einer Fahrzeugbatterieanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform; -
5 schematisch eine Schnittansicht durch dieFahrzeugbatterieanordnung aus 4 ; -
6 schematisch eine Schnittansicht durch eine Fahrzeugbatterieanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform; -
7 schematisch eine Schnittansicht durch eine Fahrzeugbatterieanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform; -
8 schematisch eine Schnittansicht durch eine Fahrzeugbatterieanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform; -
9 schematisch eine Schnittansicht der Fahrzeugbatterieanordnung während deren Fertigung; -
10 schematisch eine Draufsicht eines Detailbereichs einer Fahrzeugbatterieanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform; -
11 schematisch eine Draufsicht eines Detailbereichs einer Fahrzeugbatterieanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform; und -
12 schematisch eine Draufsicht eines Detailbereichs einer Fahrzeugbatterieanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform.
-
1 schematically a sectional view through a vehicle battery arrangement with a bus conductor in the form of a bead made of adhesive, electrically conductive material; -
2 schematically a top view of thevehicle battery arrangement 1 ; -
3 schematically a top view of a vehicle battery arrangement according to a further embodiment; -
4 schematically a top view of a detail area of a vehicle battery arrangement according to a further embodiment; -
5 schematically a sectional view through thevehicle battery arrangement 4 ; -
6 schematically a sectional view through a vehicle battery arrangement according to a further embodiment; -
7 schematically a sectional view through a vehicle battery arrangement according to a further embodiment; -
8th schematically a sectional view through a vehicle battery arrangement according to a further embodiment; -
9 schematically a sectional view of the vehicle battery assembly during its production; -
10 schematically a top view of a detail area of a vehicle battery arrangement according to a further embodiment; -
11 schematically a top view of a detail area of a vehicle battery arrangement according to a further embodiment; and -
12 schematically a top view of a detail area of a vehicle battery arrangement according to a further embodiment.
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.Preferred exemplary embodiments are described below with reference to the figures. The same, similar or identical elements in the different figures are given identical reference numbers, and a repeated description of these elements is partly omitted in order to avoid redundancies.
In
Beim Zusammenbau erfolgte zunächst ein Einbringen der Batteriezellen 4 in die Aufnahmen 3 des Zellhalters 2, so dass ein Verbund aus Zellhalter 2 und darin aufgenommenen Batteriezellen 4 entstanden ist. Auf diesen Verbund wurde eine Raupe 7 aus einem adhäsiven, elektrisch leitfähigen Material an der Applikationsseite 6 nachträglich des Einbringens der Batteriezellen 4 in die Aufnahmen 3 des Zellhalters 2 auf den Verbund aus Zellhalter 2 und Batteriezellen 4 aufgebracht, wobei die Raupe 7 über den Zellhalter 2 verläuft und dabei sukzessive über jeden der frei liegenden Zellkontakte 5 gleicher Polarität verläuft. Vorliegend stellen die durch die Raupe 7 elektrisch kontaktieren Zellkontakte 5 jeweils den Pluspol der Batteriezellen 4 dar.During assembly, the
Durch das Applizieren der Raupe 7 auf den Verbund aus Zellhalter 2 und Batteriezellen 4 ist an der Applikationsseite 6 eine adhäsive Verbindung zwischen der Raupe 7 und der Oberfläche des Zellhalters 2 und der Oberfläche der Zellkontakte 5 entstanden, so dass die Raupe 7 dauerhaft mit dem Verbund verbunden ist und die Zellkontakte 5 dauerhaft kontaktiert. Anders ausgedrückt bildet die Raupe 7 einen im Wesentliche linienförmigen Klebeverlauf aus, wobei die Raupe 7 alternierend am Zellhalter 7 und einen der Mehrzahl von Batteriekontakten 5 haftet.By applying the
Die Aufnahmen 3 des Zellhalters 2 umfassen an der Applikationsseite 6 eine Abdeckung 10 zum Abdecken zumindest eines Teils der der in der Aufnahme 3 gehaltenen Batteriezelle 4. Durch die Abdeckung 10 ist zum einen ein Hinterschnitt in Richtung der Längsachse 11 der Batteriezellen 4 ausgebildet, welcher als Anschlag für die Batteriezellen 4 in Richtung ihrer Längsachse 11 und somit zur Positionierung der Batteriezellen 4 relativ zum Zeitalter 2 in einer parallel zur Längsachse 11 orientieren Höhenrichtung 12 der Fahrzeugbatterieanordnung 1 dient.The
Die Raupe 7 stellt einen Sammelleiter dar, welcher die Batteriezellen 4 an den Zellkontakten 5 gleicher Polarität elektrisch kontaktiert.The
Die Fahrzeugbatterieanordnung 1 umfasst ferner einen weiteren Zellhalter 8 und gegenüber der Applikationsseite 6 eine Temperiervorrichtung 9 zum Temperieren der Batteriezellen 4.The
Wie aus
Die Aufnahmen 3 und mithin die darin gehaltenen Batteriezellen 4 sind in einer Ebene senkrecht zur Höhenrichtung 12 (siehe
Wie zu erkennen, erstreckt sich ein Ende 13 der in
Aus
Auf den Verbund aus Zellhalter 2 und Batteriezellen 4 ist neben der ersten Raupe 7 zum Kontaktieren der Pluspol-Zellkontakte 5 der Batteriezellen 4 eine zweite Raupe 7' zum Kontaktieren der Minuspol-Zellkontakte 15 der Batteriezellen 4 aufgebracht.In addition to the
Um zu verhindern, dass die Raupe 7 in elektrisch leitenden Kontakt mit den Zellkontakten 15 gelangt, sind die Abdeckungen 10 zum Abdecken des weiteren Batteriekontakts 15 ausgebildet. Gemäß dieser optionalen Ausführung erstrecken sich die Abdeckungen 10 an der Applikationsseite 6 oberhalb des zylindrischen Grundkörpers der in der Aufnahme 3 gehaltenen Batteriezelle 4 in Richtung des Raupenverlaufs zum durch die Raupe 7 elektrisch kontaktierten Batteriekontakt 5. die Abdeckungen 10 weisen mithin die Form von sich in Richtung des Raupenverlaufs erstreckenden Stegen 16 auf.In order to prevent the
Aufgrund der oben beschriebenen Versätze 19, 21 und aufgrund von Vibrationen kann es zu Spannungen an den adhäsiven Verbindungsflächen zwischen der Raupe 7 und dem Zellhalter 2 sowie zwischen der Raupe 7 und den Zellkontakten 5, und ebenso zu Spannungen in der Raupe 7 kommen. Um Schäden aufgrund dieser Spannungen, beispielsweise ein Abreißen der Raupe 7 von einem Zellkontakt 5, zu verhindern, weist die Raupe 7 gemäß dieser optionalen Ausführung dauerhaft gummielastische Eigenschaften auf. Alternativ kann sie auch dauerhaft viskoelastische Eigenschaften und/oder dauerhaft pastöse Eigenschaften aufweisen. Sie ist jedoch nicht auf diese optionalen Ausbildungen beschränkt.Due to the
Der Zellhalter 2 gemäß dieser Ausführungsform umfasst auf der Applikationsseite 6 angrenzend zum Zellkontakt 15der Batteriezellen 5 angeordnet und sich in Richtung des Raupenverlaufs erstreckend Rampenabschnitte 22, welche eine sukzessive Höhenänderung zwischen der Grundhöhe des Zellhalters (entsprechend Höhenniveau 17, vergleiche5 ) senkrecht zur einer durch dieApplikationsseite 6 definierten Ebene, mithin senkrecht zu erhöhen Richtung und einer von der Grundhöhe desZellhalters 2 verschiedenen Höhe des Zellkontaktes 15 senkrecht zur durch dieApplikationsseite 6 definierten Ebene bereitstellt. Dadurch können Sprünge in Höhenverlauf der Raupe 7' entlang deren Raupenverlaufs vermieden werden.
- The
cell holder 2 according to this embodiment comprises arranged on theapplication side 6 adjacent to thecell contact 15 of thebattery cells 5 and in the direction of the caterpillar path extendingramp sections 22, which ensure a successive change in height between the basic height of the cell holder (corresponding toheight level 17, cf5 ) perpendicular to a plane defined by theapplication side 6, therefore vertically to increase direction and a height of thecell contact 15 different from the base height of thecell holder 2 perpendicular to the plane defined by theapplication side 6. As a result, jumps in the height of the caterpillar 7 'along the course of the caterpillar can be avoided.
Gemäß dieser optionalen Ausführungsform erstreckt sich jeder Rampenabschnitt 22 in Richtung des Raupenverlaufs der Raupe 7' über eine vorgegebene Strecke 23 und weist relativ zur Applikationsseite 6 des Zellhalters 2 gesehen einen vorgegebenen Steigungswinkel 24 auf.According to this optional embodiment, each
Der Zellhalter 2 umfasst ander Applikationsseite 6 eine sich in Richtung des Raupenverlaufs erstreckende Aussparung, vorliegend in Form einerNut 25, die zur Aufnahme der Raupe 7' ausgebildet ist. Der Boden derNut 25 ist dabei im Wesentlichen auf dem Höhenniveau des weiteren Zellkontakts 15 angeordnet.
- The
cell holder 2 comprises on the application side 6 a recess extending in the direction of the caterpillar path, in the present case in the form of agroove 25, which is designed to accommodate the caterpillar 7 '. The bottom of thegroove 25 is essentially arranged at the height level of thefurther cell contact 15.
- Der Zellhalter2 erstreckt sich in
Höhenrichtung 12 über das Höhenniveau des Zellkontakts 5 hinaus, und umfasst ferner eine Aussparung in Form einerNut 25, die sich entlang des Raupenverlauft derRaupe 7 im Zellhalter2 erstreckt. Dadurch ist dieRaupe 7 inder Nut 25 aufgenommen und wird analog zu7 beschrieben im Wesentlichen auf dem Höhenniveau des Zellkontakts 5 an diesen herangeführt.
- The
cell holder 2 extends in theheight direction 12 beyond the height level of thecell contact 5, and further comprises a recess in the form of agroove 25 which extends along the bead of thebead 7 in the cell holder2. As a result, thebead 7 is accommodated in thegroove 25 and becomes analogous to7 described essentially at the height level of thecell contact 5.
Aufgrund der Klebeeigenschaft des Materials der Raupe 7 während des Aufbringens geht die Raupe 7 basierend auf einer Benetzung der Oberflächen der Zellkontakte 5 und der Oberflächen des Zellhalters 2 eine adhäsive Verbindung zu diesen Oberflächen ein.Due to the adhesive properties of the material of the
Das Material der Raupe 7 weist während des Aufbringens auf den Verbund eine erste Viskosität auf und weist nach einer Härtungsphase und/oder Trocknungsphase eine zweite Viskosität auf, die höher ist als die erste Viskosität. Vorliegend ist das Material der Raupe 7 zumindest während des Aufbringens pastös, mithin ohne den Einfluss von äußeren Kräften außer der Schwerkraft im Wesentlichen formstabil und streichfest, ohne zu zerfließen.The material of the
Das Material der Raupe 7 weist nach der Härtungsphase und/oder Trocknungsphase gummielastische Eigenschaften und/oder viskoelastische Eigenschaften auf.The material of the
Gemäß dieser optionalen Ausführung umfasst die Raupe 7 als Grundmaterial ein Silikonmaterial, vorliegend in Form eines Fluorsilikons, mit einem Einsatzbereich im getrockneten Zustand im Betrieb bis 200° C und einer Shore A Härte von etwa 75.Alternativ oder zusätzlich kann die Raupe 7 auch ein Acrylmaterial umfassen, beispielsweise ein ein Acrylat-Verbindung bzw. ein Acrylat umfassendes Polymer.According to this optional embodiment, the
Eine Kombination aus zumindest einem Silikonmaterial und zumindest einem Acrylmaterial hat sich in Versuchen als besonders vorteilhaft herausgestellt.A combination of at least one silicone material and at least one acrylic material has proven to be particularly advantageous in tests.
In das Grundmaterial ist vor dem Applizieren ein elektrisch leitfähiger Füllstoff beigemengt worden, vorliegend aus Graphit. Alternativ oder zusätzlich kann der Füllstoff auch Kohlenstoff, Metall, vorzugsweise Silber, Gold, Kuper, Nickel, und/oder Aluminium, und/oder eine Metalllegierung, bevorzugt eine Silber, Gold, Kuper, Nickel, und/oder Aluminium umfassende Metalllegierung, und/oder Ruß umfassten. Vorzugsweise ist der Füllstoff in Form von Partikeln und/oder Fasern ausgebildet. Durch den leitfähigen Füllstoff kann die elektrische Leitfähigkeit der Raupe 7 erzielt werden.An electrically conductive filler, in this case made of graphite, was added to the base material before application. Alternatively or additionally, the filler can also be carbon, metal, preferably silver, gold, copper, nickel, and/or aluminum, and/or a metal alloy, preferably a metal alloy comprising silver, gold, copper, nickel, and/or aluminum, and/or or soot. The filler is preferably in the form of particles and/or fibers. The electrical conductivity of the
Aus
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.To the extent applicable, all individual features shown in the exemplary embodiments can be combined and/or exchanged with one another without departing from the scope of the invention.
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- FahrzeugbatterieanordnungVehicle battery arrangement
- 22
- ZellhalterCell holder
- 33
- AufnahmeRecording
- 44
- BatteriezelleBattery cell
- 55
- ZellkontaktCell contact
- 66
- ApplikationsseiteApplication page
- 77
- RaupeCaterpillar
- 88th
- Weiterer ZellhalterAnother cell holder
- 99
- TemperiervorrichtungTemperature control device
- 1010
- Abdeckungcover
- 1111
- LängsachseLongitudinal axis
- 1212
- HöhenrichtungAltitude direction
- 1313
- EndeEnd
- 1414
- HochvoltkontaktHigh voltage contact
- 1515
- Weiterer ZellkontaktFurther cell contact
- 1616
- Stegweb
- 1717
- HöhenniveauAltitude level
- 1818
- HöhenniveauAltitude level
- 1919
- Versatzoffset
- 2020
- HöhenniveauAltitude level
- 2121
- Versatzoffset
- 2222
- RampenabschnittRamp section
- 2323
- StreckeRoute
- 2424
- SteigungswinkelPitch angle
- 2525
- NutNut
- 2626
- RoboterarmRobot arm
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102020100204 A1 [0005]DE 102020100204 A1 [0005]
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022111856.8A DE102022111856A1 (en) | 2022-05-11 | 2022-05-11 | Method for contacting battery cells in a vehicle battery assembly, and vehicle battery assembly |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022111856.8A DE102022111856A1 (en) | 2022-05-11 | 2022-05-11 | Method for contacting battery cells in a vehicle battery assembly, and vehicle battery assembly |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102022111856A1 true DE102022111856A1 (en) | 2023-11-16 |
Family
ID=88510595
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102022111856.8A Pending DE102022111856A1 (en) | 2022-05-11 | 2022-05-11 | Method for contacting battery cells in a vehicle battery assembly, and vehicle battery assembly |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102022111856A1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021025313A1 (en) | 2019-08-05 | 2021-02-11 | 주식회사 엘지화학 | Battery module having plurality of cylindrical battery cells, battery pack comprising same, and automobile |
DE102020100204A1 (en) | 2020-01-08 | 2021-07-08 | FRÖTEK Vermögensverwaltung GmbH | Device for contacting a carrier plate fastened by battery cells |
-
2022
- 2022-05-11 DE DE102022111856.8A patent/DE102022111856A1/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021025313A1 (en) | 2019-08-05 | 2021-02-11 | 주식회사 엘지화학 | Battery module having plurality of cylindrical battery cells, battery pack comprising same, and automobile |
DE102020100204A1 (en) | 2020-01-08 | 2021-07-08 | FRÖTEK Vermögensverwaltung GmbH | Device for contacting a carrier plate fastened by battery cells |
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Legal Events
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---|---|---|---|
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