DE102022120002A1

DE102022120002A1 - Cover of a round cell of a traction battery and method for producing the same

Info

Publication number: DE102022120002A1
Application number: DE102022120002.7A
Authority: DE
Inventors: Fadi Renz; Philipp Strobl
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2022-08-09
Filing date: 2022-08-09
Publication date: 2024-02-15

Abstract

Deckel (12) einer Rundzelle (10) einer Traktionsbatterie, mit einem mindestens eine Entgasungsöffnung (14) aufweisenden ersten Deckelteil (13), der einen ersten elektrischen Anschlusspol für die Rundzelle (10) ausbildet, wobei mit dem ersten Deckelteil (13) eine Überdruckventilscheibe (15) und mit der Überdruckventilscheibe (15) eine Kontaktierungsscheibe (16) zur Kontaktierung eines Wickels (27) der Rundzelle (10) jeweils elektrisch leitend verbunden ist, wobei der erste Deckelteil (13) eine Dichtung (19) trägt, und mit einem eine mittlere Öffnung (18) aufweisenden zweiten Deckelteil (17), der einen zweiten elektrischen Anschlusspol für die Rundzelle (10) ausbildet, wobei die Einheit aus dem ersten Deckelteil (13), der Überdruckventilscheibe (17), der Kontaktierungsscheibe (16) und der Dichtung (19) in die mittlere Öffnung (18) des zweiten Deckelteils (17) eingesetzt ist, derart, dass die Dichtung (19) den ersten Deckelteil (13) und den zweiten Deckelteil (17) gegeneinander abdichtet und gegeneinander elektrisch isoliert, und wobei der zweite Deckelteil (17) mit der in die mittlere Öffnung (18) desselben eingesetzten Einheit aus dem ersten Deckelteil (13), der Überdruckventilscheibe (15), der Kontaktierungsscheibe (16) und der Dichtung (19) über eine in das zweite Deckelteil (17) eingebrachte Sicke (20) verbunden ist.Cover (12) of a round cell (10) of a traction battery, with a first cover part (13) having at least one degassing opening (14), which forms a first electrical connection pole for the round cell (10), with the first cover part (13) having a pressure relief valve disc (15) and a contacting disk (16) for contacting a coil (27) of the round cell (10) is electrically connected to the pressure relief valve disk (15), the first cover part (13) carrying a seal (19), and with a a second cover part (17) having a central opening (18), which forms a second electrical connection pole for the round cell (10), the unit consisting of the first cover part (13), the pressure relief valve disc (17), the contacting disc (16) and the Seal (19) is inserted into the central opening (18) of the second cover part (17), such that the seal (19) seals the first cover part (13) and the second cover part (17) from one another and electrically insulates them from one another, and where the second cover part (17) with the unit consisting of the first cover part (13), the pressure relief valve disc (15), the contacting disc (16) and the seal (19) inserted into the central opening (18) thereof via an insert into the second cover part ( 17) introduced bead (20) is connected.

Description

Die Erfindung betrifft einen Deckel einer Rundzelle einer Traktionsbatterie und ein Verfahren zum Herstellen desselben. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Rundzelle einer Traktionsbatterie, ein Verfahren zum Herstellen derselben und eine Traktionsbatterie.The invention relates to a cover of a round cell of a traction battery and a method for producing the same. The invention further relates to a round cell of a traction battery, a method for producing the same and a traction battery.

US 2020 / 0 136 097 A1 offenbart eine Rundzelle mit einem zylindrischen Zellengehäuse, welches einen sogenannten Wickel der Rundzelle aufnimmt, sowie mit einem Deckel. Der Deckel der Rundzelle verfügt über einen hutartigen ersten Deckelteil und einem mit demselben verbundenen zweiten Deckelteil, wobei in einen zylindrischen Abschnitt des hutartigen ersten Deckelteils, der einen äußeren krempenartigen Abschnitt desselben mit einem inneren, dachartigen Abschnitt desselben verbindet, Entgasungsöffnungen eingebracht sind. Der Deckel ist mit dem Wickel elektrisch kontaktiert.US 2020/0 136 097 A1 discloses a round cell with a cylindrical cell housing, which accommodates a so-called coil of the round cell, and with a lid. The lid of the round cell has a hat-like first lid part and a second lid part connected to the same, with degassing openings being introduced into a cylindrical section of the hat-like first lid part, which connects an outer brim-like section of the same with an inner, roof-like section of the same. The lid is electrically contacted with the wrap.

EP 1 926 161 B1 offenbart eine weitere Rundzelle mit einem zylindrischen Zellengehäuse und einem Deckel. Ferner offenbart die US 2007 / 0 172 728 A1 eine Rundzelle. EP 1 926 161 B1 discloses another round cell with a cylindrical cell housing and a lid. Furthermore, US 2007/0 172 728 A1 discloses a round cell.

Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Rundzellen ist in das zylinderartige Zellengehäuse eine Sicke eingebracht, welche die Einführtiefe des Deckels in das zylindrische Zellengehäuse begrenzt. Nach dem Einführen des Deckels in das zylindrische Zellengehäuse wird ein Abschnitt des Zellengehäuses abschnittsweise um den Deckel gebördelt. Der erste Deckelteil bildet dabei einen ersten Anschlusspol und der umgebördelte Abschnitt des zylindrischen Zellengehäuses einen zweiten Anschlusspol für die Rundzelle aus. Nachteilig an diesem Stand der Technik ist einerseits, dass der umgebördelte Abschnitt des zylindrischen Zellengehäuses nur unzureichend als elektrischer Anschlusspol für die Rundzelle geeignet ist, und andererseits, dass sich eine solche Rundzelle nur mit großem Aufwand fertigen lässt.In the round cells known from the prior art, a bead is introduced into the cylindrical cell housing, which limits the insertion depth of the cover into the cylindrical cell housing. After inserting the lid into the cylindrical cell housing, a section of the cell housing is crimped around the lid in sections. The first cover part forms a first connection pole and the flanged section of the cylindrical cell housing forms a second connection pole for the round cell. The disadvantage of this prior art is, on the one hand, that the flanged section of the cylindrical cell housing is only inadequately suitable as an electrical connection pole for the round cell, and, on the other hand, that such a round cell can only be manufactured with great effort.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen neuartigen Deckel einer Rundzelle einer Traktionsbatterie und ein Verfahren zum Herstellen desselben zu schaffen. Ferner soll eine entsprechende Rundzelle einer Traktionsbatterie, ein Verfahren zum Herstellen der Rundzelle und eine Traktionsbatterie geschaffen werden.Proceeding from this, the present invention is based on the object of creating a novel cover for a round cell of a traction battery and a method for producing the same. Furthermore, a corresponding round cell of a traction battery, a method for producing the round cell and a traction battery are to be created.

Diese Aufgabe wird durch einen Deckel gemäß Anspruch 1 gelöst. Der erfindungsgemäße Deckel weist einen ersten Deckelteil auf, welcher mindestens eine Entgasungsöffnung aufweist, wobei der erste Deckelteil einen ersten elektrischen Anschlusspol für die Rundzelle ausbildet. Mit dem ersten Deckelteil ist eine Überdruckventilscheibe und mit der Überdruckventilscheibe ist eine Kontaktierungsscheibe zur Kontaktierung eines Wickels der Rundzelle jeweils elektrisch leitend verbunden, wobei der erste Deckelteil eine Dichtung trägt. Der erfindungsgemäße Deckel weist ferner einen zweiten Deckelteil auf, welcher eine mittlere Öffnung aufweist, wobei der zweite Deckelteil einen zweiten elektrischen Anschlusspol für die Rundzelle ausbildet. Die Einheit aus dem ersten Deckelteil, der Überdruckventilscheibe, der Kontaktierungsscheibe und der Dichtung ist in die mittlere Öffnung des zweiten Deckelteils eingesetzt, derart, dass die Dichtung den ersten und zweiten Deckelteil gegeneinander abdichtet und gegeneinander elektrisch isoliert, wobei der zweite Deckelteil mit der in die mittlere Öffnung desselben eingesetzten Einheit aus dem ersten Deckelteil, der Überdruckventilscheibe, der Kontaktierungsscheibe und der Dichtung über eine in das zweite Deckelteil eingebrachte Sicke verbunden ist. Der erfindungsgemäße Deckel verfügt über die beiden Deckelteile, die jeweils einen Anschlusspol ausbilden. Der erste Deckelteil bildet einen ersten elektrischen Anschlusspol und der zweite Deckelteil einen zweiten elektrischen Anschlusspol aus. Demnach wird ist eine Funktion, die nach dem Stand der Technik das zylindrische Zellengehäuse übernimmt, in den Deckel verlagert, nämlich die Bereitstellung desjenigen elektrischen Anschlusspols, der bei aus dem Stand der Technik bekannten Rundzellen vom umgebördelten Abschnitt des zylindrischen Zellengehäuses bereitgestellt ist. Hierdurch ist nicht nur eine verbesserte Kontaktierung der Rundzelle im Bereich des zweiten Anschlusspols möglich, vielmehr lässt sich der Deckel sowie die Rundzelle einfacher fertigen. This task is solved by a lid according to claim 1. The cover according to the invention has a first cover part which has at least one degassing opening, the first cover part forming a first electrical connection pole for the round cell. A pressure relief valve disk is connected to the first cover part and a contacting disk for contacting a coil of the round cell is electrically conductively connected to the pressure relief valve disk, the first cover part carrying a seal. The cover according to the invention further has a second cover part which has a central opening, the second cover part forming a second electrical connection pole for the round cell. The unit consisting of the first cover part, the pressure relief valve disk, the contacting disk and the seal is inserted into the central opening of the second cover part, such that the seal seals the first and second cover parts from one another and electrically insulates them from one another, the second cover part being connected to the in the central opening of the same inserted unit consisting of the first cover part, the pressure relief valve disk, the contacting disk and the seal is connected via a bead introduced into the second cover part. The cover according to the invention has the two cover parts, each of which forms a connection pole. The first cover part forms a first electrical connection pole and the second cover part forms a second electrical connection pole. Accordingly, a function that the cylindrical cell housing performs according to the prior art is relocated to the cover, namely the provision of the electrical connection pole that is provided by the flanged section of the cylindrical cell housing in round cells known from the prior art. This not only enables improved contacting of the round cell in the area of the second connection pole, but also makes the cover and the round cell easier to manufacture.

Vorzugsweise ist der zweite Deckelteil des erfindungsgemäßen Deckels mit der Einheit aus dem ersten Deckelteil, der Überdruckventilscheibe, der Kontaktierungsscheibe und der Dichtung über die Sicke derart verbunden, dass die Dichtung im Bereich der Sicke und/oder benachbart oder angrenzend zu der Sicke verpresset ist. Dies erlaubt eine einfache Herstellung des Deckels unter Abdichtung und elektrischer Isolierung zwischen dem ersten Deckelteil und dem zweiten Deckelteil.Preferably, the second cover part of the cover according to the invention is connected to the unit consisting of the first cover part, the pressure relief valve disk, the contacting disk and the seal via the bead in such a way that the seal is pressed in the area of the bead and/or adjacent or adjacent to the bead. This allows the lid to be manufactured easily with sealing and electrical insulation between the first lid part and the second lid part.

Vorzugsweise weist die Überdruckventilscheibe des erfindungsgemäßen Deckels abschnittsweise eine ziehharmonikaartig gewellte Kontur auf. Über die ziehharmonikaartig gewellte Kontur der Überdruckventilscheibe wird ein lateraler Deformationsausgleich ermöglicht.Preferably, the pressure relief valve disk of the cover according to the invention has a contour that is waved in an accordion-like manner in sections. The accordion-like wavy contour of the pressure relief valve disk enables lateral deformation compensation.

Vorzugsweise weist die Dichtung des erfindungsgemäßen Deckels radial außen eine radial äußere Nut oder Einkerbung auf. Über diese radial äußere Nut oder Kerbung ist ein weiterer Deformationsausgleich möglich.The seal of the cover according to the invention preferably has a radially outer groove or notch on the radial outside. Further deformation compensation is possible via this radially outer groove or notch.

Vorzugsweise weist die Dichtung des erfindungsgemäßen Deckels angrenzend an die in das zweite Deckelteil eingebrachte Sicke einen naseartigen Keilabschnitt auf. Der nasenartige Keilabschnitt erlaubt eine besonders vorteilhafte Abdichtung und elektrische Isolation im Bereich des Deckels, nämlich zwischen dem zweiten Deckelteil und der mit dem ersten Deckelteil verbundenen Überdruckventilscheibe.Preferably, the seal of the lid according to the invention has a nose-like wedge section adjacent to the bead introduced into the second lid part. The nose-like wedge section allows a particularly advantageous seal and electrical insulation in the area of the lid, namely between the second lid part and the pressure relief valve disk connected to the first lid part.

Vorzugsweise weist ein die mittlere Öffnung des zweiten Deckelteils des erfindungsgemäßen Deckels begrenzender Rand des zweiten Deckelteils eine Abkantung auf, wobei die Dichtung radial innen eine radial innere Nut oder Einkerbung aufweist, in welche die Abkantung eingreift. Die Abkantung des zweiten Deckelteils, welche in die radial innere Nut oder Einkerbung der Dichtung eingreift, erhöht die radiale Steifigkeit des Deckels und kann sich bei einem Deformationsausgleich in der Dichtung verkeilen.Preferably, an edge of the second cover part delimiting the central opening of the second cover part of the cover according to the invention has a fold, the seal having a radially inner groove or notch in which the fold engages. The fold of the second cover part, which engages in the radially inner groove or notch of the seal, increases the radial rigidity of the cover and can become wedged in the seal when compensating for deformation.

Vorzugsweise ist der erste Deckelteil des erfindungsgemäßen Deckels hutartig mit einem äußeren, krempenartigen Abschnitt, einem inneren dachartigen Abschnitt und einem dieselben verbindenden zylindrischen oder kegelstumpfartigen Abschnitt ausgebildet, wobei die mindestens eine Entgasungsöffnung in den inneren, dachartigen Abschnitt eingebracht ist, und wobei der zylindrische oder kegelstumpfartige Abschnitt geschlossen ist und eine Anlagefläche für die Dichtung bildet. Dadurch, dass die Entgasungsöffnungen in den dachartigen Abschnitt des hutartigen ersten Deckelteils eingebracht sind, steht dessen zylindrischer oder kegelstumpfförmiger Abschnitt, welcher den dachartigen Abschnitt mit dem krempenartigen Abschnitt des ersten Deckelteils verbindet, durchgehend als Anlagefläche für die Dichtung zur Verfügung.Preferably, the first lid part of the lid according to the invention is hat-shaped with an outer, brim-like section, an inner roof-like section and a cylindrical or truncated cone-like section connecting the same, the at least one degassing opening being introduced into the inner, roof-like section, and wherein the cylindrical or truncated cone-like Section is closed and forms a contact surface for the seal. Because the degassing openings are introduced into the roof-like section of the hat-like first cover part, its cylindrical or frusto-conical section, which connects the roof-like section with the brim-like section of the first cover part, is continuously available as a contact surface for the seal.

Die erfindungsgemäße Rundzelle ist in Anspruch 11 und die erfindungsgemäße Traktionsbatterie ist in Anspruch 12 definiert. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Deckels einer Rundzelle einer Traktionsbatterie ist in Anspruch 13 definiert. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Rundzelle ist in Anspruch 15 definiert.The round cell according to the invention is defined in claim 11 and the traction battery according to the invention is defined in claim 12. The method according to the invention for producing a cover of a round cell of a traction battery is defined in claim 13. The method according to the invention for producing a round cell is defined in claim 15.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

1 eine Seitenansicht einer Rundzelle einer Traktionsbatterie mit einem erfindungsgemäßen Deckel;
2 einen Querschnitt durch den Deckel der Traktionsbatterie der 1;
3a bis 3g Verfahrensschritte bei der Herstellung des Deckels;
4 einen Verfahrensschritt bei der Herstellung der Rundzelle;
5 einen zur 4 alternativen Verfahrensschritt bei der Herstellung der Rundzelle.

Preferred developments of the invention result from the subclaims and the following description. Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail using the drawing, without being limited to this. This shows:

1 a side view of a round cell of a traction battery with a cover according to the invention;
2 a cross section through the cover of the traction battery 1 ;
3a to 3g Process steps in the production of the lid;
4 a process step in the production of the round cell;
5 one to 4 alternative process step in the production of the round cell.

1 zeigt eine Hochvolt-Rundzelle 10 einer Hochvolt-Traktionsbatterie. Die Rundzelle 10 verfügt über ein zylindrisches Zellengehäuse 11 sowie über einen mit dem zylindrischen Zellengehäuse 11 verbundenen Deckel 12. Wie bei solchen Rundzellen 10 üblich, ist im Inneren des Zellengehäuses 11 ein Wickel bzw. Zellwickel angeordnet, der mit elektrischen Anschlusspolen der Rundzelle 10 kontaktiert ist. Die hier vorliegende Erfindung betrifft eine vorteilhafte Ausgestaltung des Deckels 12, sowie eine Rundzelle 10 mit einem solchen Deckel 12. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Deckels 12 sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Rundzelle 10 mit dem Deckel 12. 1 shows a high-voltage round cell 10 of a high-voltage traction battery. The round cell 10 has a cylindrical cell housing 11 and a cover 12 connected to the cylindrical cell housing 11. As is usual with such round cells 10, a coil or cell coil is arranged inside the cell housing 11, which is contacted with electrical connection poles of the round cell 10 . The present invention relates to an advantageous embodiment of the lid 12, as well as a round cell 10 with such a lid 12. The invention further relates to a method for producing a lid 12 and a method for producing a round cell 10 with the lid 12.

Der erfindungsgemäße Deckel 12 verfügt über einen ersten Deckelteil 13. Der erste Deckelteil 13 bildet einen ersten Anschlusspol, insbesondere einen Pluspol, für die Rundzelle 10 aus. Der erste Deckelteil 13 ist hutartig mit einem äußeren, krempenartigen Abschnitt 13a, einem inneren, dachartigen Abschnitt 13b und einem dieselben verbindenden, zylindrischen oder kegelstumpfartigen Abschnitt 13c ausgebildet. Der äußere, krempenartige Abschnitt 13a und der innere, dachartige Abschnitt 13b verlaufen parallel zueinander. Der erste Deckelteil 13 verfügt über mindestens eine Entgasungsöffnung 14, wobei die mindestens eine Entgasungsöffnung 14 in den inneren, dachartigen Abschnitt 13b des ersten Deckelteils 13 eingebracht ist.The cover 12 according to the invention has a first cover part 13. The first cover part 13 forms a first connection pole, in particular a positive pole, for the round cell 10. The first lid part 13 is hat-like with an outer, brim-like section 13a, an inner, roof-like section 13b and a cylindrical or truncated cone-like section 13c connecting the same. The outer, brim-like section 13a and the inner, roof-like section 13b run parallel to each other. The first cover part 13 has at least one degassing opening 14, the at least one degassing opening 14 being introduced into the inner, roof-like section 13b of the first cover part 13.

Mit dem ersten Deckelteil 13 ist eine Überdruckventilscheibe 15 elektrisch leitend verbunden. Die Verbindung der Überdruckventilscheibe 15 mit dem ersten Deckelteil 13 ist derart ausgebildet, dass ein radial äußerer Abschnitt 15a der Überdruckventilscheibe 15 um einen radial äußeren Bereich des äußeren, krempenartigen Abschnitts 13a des ersten Deckelteils 13 gebördelt ist.A pressure relief valve disc 15 is electrically conductively connected to the first cover part 13. The connection of the pressure relief valve disc 15 to the first cover part 13 is designed such that a radially outer section 15a of the pressure relief valve disc 15 is crimped around a radially outer region of the outer, brim-like section 13a of the first cover part 13.

Zwischen dem gebördelten, radial äußerer Abschnitt 15a der Überdruckventilscheibe 15 und einem radial äußeren Rand des ersten Deckelteils 13 ist ein Spalt 30 ausgebildet, der einen Deformationsausgleich bereitstelle kann.A gap 30 is formed between the flanged, radially outer section 15a of the pressure relief valve disk 15 and a radially outer edge of the first cover part 13, which can provide deformation compensation.

Mit der Überdruckventilscheibe 15 ist eine Kontaktierungsscheibe 16 elektrisch leitend verbunden. Die Kontaktierungsscheibe 16 ist dabei mit der Überdruckventilscheibe 15 verschweißt. Diese Verschweißung erfolgt gemäß 2 vorzugsweise in einem mittigen Bereich 15a, 16a von Überdruckventilscheibe 15 und Kontaktierungsscheibe 16.A contacting disk 16 is electrically conductively connected to the pressure relief valve disk 15. The contacting disk 16 is welded to the pressure relief valve disk 15. This ver Welding is carried out in accordance with 2 preferably in a central area 15a, 16a of the pressure relief valve disk 15 and contacting disk 16.

Der erfindungsgemäße Deckel 12 verfügt weiterhin über einen zweiten Deckelteil 17 mit einer mittleren Öffnung 18 sowie über eine Dichtung 19. Der zweite Deckelteil 17 bildet einen zweiten elektrischen Anschlusspol, insbesondere einen Minuspol, für die Rundzelle 10 aus.The cover 12 according to the invention also has a second cover part 17 with a central opening 18 and a seal 19. The second cover part 17 forms a second electrical connection pole, in particular a negative pole, for the round cell 10.

Die Einheit aus dem ersten Deckelteil 13, der mit dem ersten Deckelteil 13 verbundenen Überdruckventilscheibe 15, der mit der Überdruckventilscheibe 15 verbundenen Kontaktierungsscheibe 16 sowie der am ersten Deckelteil 13 vormontierten Dichtung 19 ist in die mittlere Öffnung 18 des zweiten Deckelteils 17 eingesetzt, und zwar derart, dass die Dichtung 19 den ersten Deckelteil 13 und den zweiten Deckelteil 17 einerseits gegeneinander abdichtet und andererseits gegeneinander elektrisch isoliert.The unit consisting of the first cover part 13, the pressure relief valve disk 15 connected to the first cover part 13, the contacting disk 16 connected to the pressure relief valve disk 15 and the seal 19 pre-assembled on the first cover part 13 is inserted into the central opening 18 of the second cover part 17, in such a way that the seal 19 on the one hand seals the first cover part 13 and the second cover part 17 from one another and on the other hand electrically insulates them from one another.

Zur Vormontage der Dichtung 19 am ersten Deckelteil 13 weist der erste Deckelteil 13, nämlich dessen zylindrischer oder kegelstumpfartiger Abschnitt 13c, gegenüber einer mittleren Öffnung der Dichtung 19 ein Übermaß auf, sodass die Dichtung 19 am ersten Deckelteil 13c unter Vorspannung gehalten ist. Dabei liegt ein radial innerer Abschnitt der Dichtung 19 einerseits an dem zylindrischen oder kegelstumpfartigen Abschnitt 13c des ersten Deckelteils 13 sowie an einem sich an diesen zylindrischen oder kegelstumpfartigen Abschnitt 13c anschließenden Teilabschnitt des äußeren, krempenartigen Abschnitts 13a des ersten Deckelteils 13 an.For pre-assembly of the seal 19 on the first cover part 13, the first cover part 13, namely its cylindrical or truncated cone-like section 13c, is oversized compared to a central opening of the seal 19, so that the seal 19 on the first cover part 13c is held under prestress. A radially inner section of the seal 19 rests on the one hand on the cylindrical or frustoconical section 13c of the first cover part 13 and on a subsection of the outer, brim-like section 13a of the first cover part 13 which adjoins this cylindrical or frustoconical section 13c.

Ferner liegt die Dichtung 19 auf dem umgebördelten Abschnitt 15a der Überdruckventilscheibe 15 auf.Furthermore, the seal 19 rests on the flanged section 15a of the pressure relief valve disk 15.

Die Dichtung 19 weist an ihrer dem zweiten Deckelteil 17 zugewandten Seite mehrere umlaufende Dichtlippen 31 auf.The seal 19 has a plurality of circumferential sealing lips 31 on its side facing the second cover part 17.

An der gegenüberliegenden Seite weist die Dichtung 19 auch mindestens eine umlaufende Dichtlippe 32 auf, die an dem umgebördelten Abschnitt 15a der Überdruckventilscheibe 15 anliegt.On the opposite side, the seal 19 also has at least one circumferential sealing lip 32, which rests on the flanged section 15a of the pressure relief valve disk 15.

Der zweite Deckelteil 17 ist mit der in die mittlere Öffnung 18 des zweiten Deckelteils 17 eingesetzten Einheit aus dem ersten Deckelteil 13, der Überdruckventilscheibe 15, der Kontaktierungsscheibe 16 und der Dichtung 19 über eine in das zweite Deckelteil 17 eingebrachte Sicke 20 verbunden. Dies erfolgt derart, dass die Dichtung 19 mit einem dem Abschnitt 19a derselben gegenüberliegenden Abschnitt 19b abschnittsweise zwischen der Überdruckventilscheibe 15 und der Sicke 20 verpresst ist. An dem Abschnitt 19b weist die Dichtung 19 mindestens eine weitere umlaufende Dichtlippen 33 auf, die an der Überdruckventilscheibe 15 anliegt.The second cover part 17 is connected to the unit consisting of the first cover part 13, the pressure relief valve disk 15, the contacting disk 16 and the seal 19 inserted into the central opening 18 of the second cover part 17 via a bead 20 introduced into the second cover part 17. This is done in such a way that the seal 19 is pressed in sections between the pressure relief valve disk 15 and the bead 20 with a section 19b opposite the section 19a thereof. On the section 19b, the seal 19 has at least one further circumferential sealing lip 33, which rests on the pressure relief valve disk 15.

Wie bereits ausgeführt, sind die Kontaktierungsscheibe 16 und die Überdruckventilscheibe 15 in ihren mittleren Abschnitten 15b, 16a durch Schweißen verbunden. Der äußere Abschnitt 15a der Überdruckventilscheibe 15 ist um den äußeren, krempenartigen Abschnitt 13a des ersten Deckelteils 13 umgebördelt. Es besteht demnach eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Kontaktierungsscheibe 16 und dem ersten Deckelteil 13 über die Überdruckventilscheibe 15. In einem radial äußeren Abschnitt 16b der Kontaktierungsscheibe 16 des Deckels 12 ist die Kontaktierungsscheibe 16 in einer Halterung 21 gehalten, insbesondere elektrisch isolierend.As already stated, the contacting disk 16 and the pressure relief valve disk 15 are connected by welding in their middle sections 15b, 16a. The outer section 15a of the pressure relief valve disk 15 is flanged around the outer, brim-like section 13a of the first cover part 13. There is therefore an electrically conductive connection between the contacting disk 16 and the first cover part 13 via the pressure relief valve disk 15. In a radially outer section 16b of the contacting disk 16 of the cover 12, the contacting disk 16 is held in a holder 21, in particular electrically insulating.

Die Überdruckventilscheibe 15 des Deckels 12 weist zumindest abschnittsweise eine ziehharmonikaartig gewellte Kontur 15c auf, insbesondere in einem Abschnitt, in welchem auf derjenigen Seite der Überdruckventilscheibe 15, die von dem ersten Deckelteil 13 abgewandt ist, die Halterung 21 angeordnet ist. Durch diese ziehharmonikaartige Kontur 15c kann in einem Belastungs-Fall ein lateraler Deformationsausgleich bereitgestellt werden.The pressure relief valve disk 15 of the cover 12 has, at least in sections, an accordion-like wavy contour 15c, in particular in a section in which the holder 21 is arranged on that side of the pressure relief valve disk 15 that faces away from the first cover part 13. Through this accordion-like contour 15c, lateral deformation compensation can be provided in a load case.

Wie bereits ausgeführt, liegt der Abschnitt 19a der Dichtung 19 des Deckels 12 am zylindrischen oder kegelstumpfartigen Abschnitt 13c des ersten Deckelteils 13 des Deckels 12 unter Vorspannung an. In demjenigen Abschnitt 19b der Dichtung 19, die zwischen der Sicke 20 und der Überdruckventilscheibe 15 geklemmt ist, weist die Dichtung den nasenartigen Keilabschnitt 19b und die Dichtlippe 33 auf. Der nasenartige Keilabschnitt 19b liegt dabei zumindest mit der Dichtlippe 33 an einem Abschnitt der Überdruckventilscheibe 15 an, der zwischen der gewellten Kontur 15c und dem umgebördelten Abschnitt 15a derselben positioniert ist.As already stated, the section 19a of the seal 19 of the lid 12 lies against the cylindrical or frustoconical section 13c of the first lid part 13 of the lid 12 under prestress. In that section 19b of the seal 19 which is clamped between the bead 20 and the pressure relief valve disc 15, the seal has the nose-like wedge section 19b and the sealing lip 33. The nose-like wedge section 19b rests at least with the sealing lip 33 on a section of the pressure relief valve disk 15, which is positioned between the corrugated contour 15c and the flanged section 15a of the same.

In die Dichtung 19 des Deckels 12 ist radial außen zwischen den Abschnitten 19a und 19b eine radial äußere Nut bzw. eine Einkerbung 22 eingebracht. Diese Nut bzw. Einkerbung 22 ermöglicht einen weiteren Deformationsausgleich im Belastungs-Fall.A radially outer groove or notch 22 is introduced into the seal 19 of the cover 12 on the radial outside between the sections 19a and 19b. This groove or notch 22 enables further deformation compensation in the event of a load.

An dem Abschnitt 19a der Dichtung 19, welcher aus der mittleren Öffnung 18 des zweiten Deckelteils 17 zusammen mit dem ersten Deckelteil 13 abschnittsweise herausragt, ist eine radial innere Nut bzw. Einkerbung 23 ausgebildet, in die ein die mittlere Öffnung 18 des zweiten Deckelteils 17 begrenzender Rand 17a des zweiten Deckelteils 17 eingreift, und zwar mit einer an diesem Rand 17a ausgebildeten Abkantung 24. Über die Abkantung 24 kann die radiale Steifigkeit des Deckels 12 erhöht werden, ferner gewährleistet diese Abkantung 24, dass sich in einem Belastungs-Fall der zweite Deckelteil 17 in der Dichtung 19 verkeilt.On the section 19a of the seal 19, which protrudes in sections from the central opening 18 of the second cover part 17 together with the first cover part 13, a radially inner groove or notch 23 is formed, into which a central opening 18 of the second cover part 17 delimiting Edge 17a of the second cover part 17 engages, with a fold 24 formed on this edge 17a. The radial rigidity of the cover 12 can be increased via the fold 24, and this fold 24 also ensures that that in a load case the second cover part 17 becomes wedged in the seal 19.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Deckels 12 kann, wie in 3a bis 3g gezeigt, vorgegangen werden. So wird der erste Deckelteil 13 des Deckels 12 mit der mindestens einen Entgasungsöffnung 14 bereitgestellt, und zwar derart, dass der erste Deckelteil 13 über Tiefziehen geformt und in denselben durch Ausstanzen die mindestens eine Entgasungsöffnung 14 eingebracht wird. Ein solcher erster Deckelteil 13 is in 3a im Querschnitt gezeigt.To produce the lid 12 according to the invention, as in 3a to 3g shown, proceed. Thus, the first cover part 13 of the cover 12 is provided with the at least one degassing opening 14, in such a way that the first cover part 13 is formed by deep drawing and the at least one degassing opening 14 is introduced into it by punching out. Such a first cover part 13 is in 3a shown in cross section.

Sodann werden die Überdruckventilscheibe 15 und die Kontaktierungsscheibe 16 des Deckels 12 bereitgestellt, wobei die Kontaktierungsscheibe 16 mit der Überdruckventilscheibe 15 insbesondere durch Verschweißen verbunden ist, und wobei die Überdruckventilscheibe 15 durch Bördeln ihres Rands 15 um den krempenartigen Abschnitt 13a des ersten Deckels 13 am ersten Deckelteil 13 montiert bzw. mit demselben verbunden wird, und zwar jeweils elektrisch leitend. 3b zeigt im Querschnitt eine Einheit aus erstem Deckelteil 13, Überdruckventilscheibe 15 und Kontaktierungsscheibe 16.The pressure relief valve disk 15 and the contacting disk 16 of the lid 12 are then provided, the contacting disk 16 being connected to the pressure relief valve disk 15, in particular by welding, and the pressure relief valve disk 15 being crimped by flanging its edge 15 around the brim-like section 13a of the first lid 13 on the first lid part 13 is mounted or connected to the same, in each case electrically conductive. 3b shows in cross section a unit consisting of the first cover part 13, pressure relief valve disk 15 and contacting disk 16.

Sodann wird die Dichtung 19 des Deckels 12 bereitgestellt und auf dem ersten Deckelteil 13, nämlich der in 3b gezeigten Einheit montiert, und zwar derart, dass das erste Deckelteil 13 in eine Ausnehmung in der Dichtung 19 eingeführt wird.The seal 19 of the lid 12 is then provided and placed on the first lid part 13, namely the one in 3b The unit shown is mounted in such a way that the first cover part 13 is inserted into a recess in the seal 19.

Hierbei weist der zylindrische oder kegelstumpfartige Abschnitt 13c des ersten Deckelteils 13 ein Übermaß gegenüber der Öffnung der Dichtung 19 auf, sodass dann der Abschnitt 19a der Dichtung 19 unter Vorspannung am ersten Deckelteil 13 anliegt, nämlich an dem zylindrischen oder kegelstumpfartigen Abschnitt 13c, der keine Öffnungen aufweist, sondern vielmehr in Umfangsrichtung gesehen umlaufend geschlossen ist. 3c visualisiert mit dem Pfeil X eine Montagerichtung der Einheit der 3b an einer Dichtung 19 und mit dem Bereich Y den Bereich, in welchem die Dichtung 19 mit ihrem Abschnitt 19a unter Vorspannung infolge des Übermaßes des ersten Deckelteils 13 am ersten Deckelteil 13, nämlich am zylindrischen oder kegelstumpfartigen Abschnitt 13c desselben, anliegt.Here, the cylindrical or frusto-conical section 13c of the first cover part 13 is oversized compared to the opening of the seal 19, so that the section 19a of the seal 19 then rests under pretension on the first cover part 13, namely on the cylindrical or frusto-conical section 13c, which has no openings has, but rather is closed all around as seen in the circumferential direction. 3c Use the arrow X to visualize an assembly direction of the unit 3b on a seal 19 and with the area Y the area in which the seal 19 with its section 19a under prestress due to the excess size of the first cover part 13 rests on the first cover part 13, namely on the cylindrical or frusto-conical section 13c of the same.

In 3c ist der Abschnitt 19b der Dichtung 19 einerseits in der Orientierung gezeigt, in welcher derselbe nach Montage am zweiten Deckelteil 17 zwischen der Sicke 20 des zweiten Deckelteils 17 und der Überdruckventilscheibe 15 geklemmt ist, andererseits in gestrichelter Linienführung in einer Orientierung, wenn der zweite Deckelteil 17 des Deckels 12 noch nicht an der Einheit der 3c montiert ist.In 3c the section 19b of the seal 19 is shown on the one hand in the orientation in which it is clamped after assembly on the second cover part 17 between the bead 20 of the second cover part 17 and the pressure relief valve disk 15, and on the other hand in dashed lines in an orientation when the second cover part 17 of the lid 12 is not yet attached to the unit 3c is mounted.

3d zeigt den zweiten Deckelteil 17 des Deckels 12 mit seiner mittleren Öffnung 18. Dieser wird ebenfalls bereitgestellt, insbesondere dadurch, dass der zweite Deckelteil 17 über einen Tiefziehprozess mit Beschnitt geformt wird. Die mittlere Öffnung 18 wird dann aus dem Deckelteil 17 ausgestanzt, wobei am Rand 17a die Abkantung 24 ausgebildet wird. 3d shows the second lid part 17 of the lid 12 with its central opening 18. This is also provided, in particular in that the second lid part 17 is formed using a deep-drawing process with trimming. The central opening 18 is then punched out of the cover part 17, with the fold 24 being formed on the edge 17a.

Gemäß 3e wird die Einheit der 3c am zweiten Deckelteil 17 der 3d montiert, und zwar derart, dass in Montagerichtung X die Einheit aus dem ersten Deckelteil 13, der Überdruckventilscheibe 15, der Kontaktierungsscheibe 16 und der Dichtung 19 in die mittlere Öffnung 18 des zweiten Deckelteils 17 eingesetzt wird, wobei hierbei dann die Abkantung 24 am Rand 17a des zweiten Deckelteils 17 in die Nut bzw. Einkerbung 23 der Dichtung 19 eingeführt wird.According to 3e becomes the unity of the 3c on the second cover part 17 3d mounted, in such a way that in the mounting direction of the second cover part 17 is inserted into the groove or notch 23 of the seal 19.

Dabei wird die Einheit der 3c aus dem ersten Deckelteil 13, der Überdruckventilscheibe 15, der Kontaktierungsscheibe 16 und der Dichtung 19 mit Übermaß der Dichtung 19 in das zweite Deckelteil 17 eingesetzt, sodass dann der Abschnitt 19b der Dichtung 19 unter Vorspannung an einer inneren Fläche eines Rands 17b des zweiten Deckelteils 17 anliegt. Dies ist in 3e gezeigt.The unity of the 3c from the first cover part 13, the pressure relief valve disc 15, the contacting disc 16 and the seal 19 with an oversize of the seal 19 inserted into the second cover part 17, so that the section 19b of the seal 19 is then prestressed on an inner surface of an edge 17b of the second cover part 17 applied. This is in 3e shown.

Anschließend wird gemäß 3f der zweite Deckelteil 17 des Deckels 12 mit der in die mittlere Öffnung 18 eingesetzten Einheit der 3c verbunden, und zwar dadurch, dass in dem zweiten Deckelteil 17 die Sicke 20 insbesondere durch Rollieren eingebracht wird. Hierbei wird dann der Abschnitt 19b der Dichtung 19 in die in 3f gezeigte Orientierung umgebogen, wobei dann der Abschnitt 19b der Dichtung 19 zwischen der Sicke 20 des zweiten Deckelteils 17 geklemmt wird.Then according to 3f the second lid part 17 of the lid 12 with the unit inserted into the central opening 18 3c connected, namely in that the bead 20 is introduced into the second cover part 17, in particular by rolling. The section 19b of the seal 19 is then inserted into the in 3f orientation shown, in which case the section 19b of the seal 19 is clamped between the bead 20 of the second cover part 17.

Gemäß 3g ist mit der Kontaktierungsscheibe 16 des Deckels 12 ein Stromleiter 25 vorzugsweise im Bereich 16a durch eine Verschweißung 26 verbunden. Über den Stromleiter 25 ist dann eine Kontaktierung mit einem im zylindrischen Gehäuse 11 positionierten Wickel 27 möglich.According to 3g a current conductor 25 is connected to the contacting disk 16 of the cover 12, preferably in the area 16a by a weld 26. Contacting a coil 27 positioned in the cylindrical housing 11 is then possible via the current conductor 25.

Zur Ausbildung der Rundzelle 10 wird der oben beschriebene Deckel 12 mit dem zylindrischen Gehäuse 11 der Rundzelle verbunden, und zwar entweder gemäß 4 dadurch, dass zwischen dem zweiten Deckelteil 17 und einer Wand des zylindrischen Zellengehäuses 11 gemäß 4 eine Dichtschweißnaht 28 ausgebildet wird, oder gemäß 5 dadurch, dass zwischen dem zweiten Deckelteil 17 und der Wand des zylindrischen Zellengehäuses 11 ein Dichtfalz 29 ausgebildet wird.To form the round cell 10, the cover 12 described above is connected to the cylindrical housing 11 of the round cell, either according to 4 in that between the second cover part 17 and a wall of the cylindrical cell housing 11 according to 4 a sealing weld 28 is formed, or according to 5 in that a sealing fold 29 is formed between the second cover part 17 and the wall of the cylindrical cell housing 11.

Mit der Erfindung können eine Vielzahl von Vorteilen bereitgestellt werden. Es kann die Robustheit der Dichtigkeit der Rundzelle 11 verbessert werden. Deformationen können sicher aufgenommen werden. Der zweite Deckelteil 17, der einen Anschlusspol für die Rundzelle bereitstellt, übernimmt eine Funktion, die nach dem Stand der Technik vom zylindrischen Zellengehäuse bereitgestellt wird. Hierdurch ist eine verbesserte Kontaktierung der Rundzelle möglich, da der Anschlusspol im Bereich des zweiten Deckelteils 17 mit hoher Qualität bereitgestellt werden kann. Ferner ist eine einfache Montage bzw. Herstellung des Deckels 12 sowie der gesamten Rundzelle 10 möglich.A variety of advantages can be provided with the invention. It can be robust The tightness of the round cell 11 can be improved. Deformations can be safely absorbed. The second cover part 17, which provides a connection pole for the round cell, takes on a function that is provided by the cylindrical cell housing according to the prior art. This makes improved contacting of the round cell possible, since the connection pole in the area of the second cover part 17 can be provided with high quality. Furthermore, easy assembly or production of the cover 12 and the entire round cell 10 is possible.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1926161 B1 [0003]

Claims

Cover (12) of a round cell (10) of a traction battery, with a first cover part (13) having at least one degassing opening (14) and forming a first electrical connection pole for the round cell (10), wherein a pressure relief valve disk (15) is electrically connected to the first cover part (13) and a contacting disk (16) to the pressure relief valve disk (15) for contacting a coil (27) of the round cell (10), wherein the first cover part (13) carries a seal (19), with a second cover part (17) having a central opening (18) and forming a second electrical connection pole for the round cell (10), wherein the unit consisting of the first cover part (13), the pressure relief valve disc (17), the contacting disc (16) and the seal (19) is inserted into the central opening (18) of the second cover part (17) in such a way that the seal ( 19) seals the first cover part (13) and the second cover part (17) from one another and electrically insulates them from one another, wherein the second cover part (17) is connected to the unit consisting of the first cover part (13), the pressure relief valve disc (15), the contacting disc (16) and the seal (19) inserted into the central opening (18) of the second cover part (17). a bead (20) introduced into the second cover part (17) is connected.

Cover again Claim 1 , characterized in that the second cover part (17) is connected to the unit consisting of the first cover part (13), the pressure relief valve disc (15), the contacting disc (16) and the seal (19) via the bead (20) in such a way that the seal (19) is pressed in sections between the pressure relief valve disk (17) and the second cover part (17) in the area of the bead (20) and/or adjacent or adjacent to the bead (20).

Cover again Claim 1 or 2 , characterized in that the pressure relief valve disk (15) is connected to the first cover part (13) via a flanging of the pressure relief valve disk (15) around a section (13a) of the first cover part (13).

Cover one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the contacting disk (16) is welded to the pressure relief valve disk (17).

Cover again Claim 4 , characterized in that the contacting disk (16) is welded to a current conductor (25), which can be connected to the winding (27) of the round cell (10).

Lid after one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the pressure relief valve disk (15) has an accordion-like wavy contour (15c) in sections.

Lid after one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the seal (19) has a radially outer groove (22) or notch on the radial outside.

Lid after one of the Claims 1 until 7 , characterized in that the seal (19) has a nose-like wedge section (19b) adjacent to the bead (20) introduced into the second cover part (17).

Lid after one of the Claims 1 until 8th , characterized in that an edge (17a) of the second cover part (17) delimiting the central opening (18) of the second cover part (17) has a fold (24), and that the seal (19) has a radially inner groove ( 23) or notch into which the fold (24) engages.

Lid after one of the Claims 1 until 9 , characterized in that the first cover part (13) is hat-shaped with an outer, brim-like section (13a), an inner, roof-like section (13b) and a cylindrical or truncated cone-like section (13c) connecting the same, the at least one degassing opening (14) is introduced into the inner, roof-like section (13b), and wherein the cylindrical or truncated cone-like section (13c) is closed and forms a contact surface for the seal (19).

Round cell (101) of a traction battery, with a cylindrical cell housing (11), with a cover (12) according to one of the Claims 1 until 10 , wherein the cover (12) is connected to the cylindrical cell housing (11) via a circumferentially circumferential weld seam (28) or via a circumferentially circumferential sealing fold (29).

Traction battery of a motor vehicle with several round cells (10). Claim 11 .

Method for producing a cover (12) of a round cell (10) of a traction battery according to one of Claims 1 until 10 , with the following steps: providing the first cover part (13) with the at least one degassing opening (14), Providing the pressure relief valve disk (15) and the contacting disk (16) and connecting them to the first cover part (13), providing the seal (19) and arranging it on the first cover part (13), providing the second cover part (17) with the middle one Opening (18), inserting the unit consisting of the first cover part (13), the pressure relief valve disc (15), the contacting disc (16) and the seal (19) into the central opening (18) of the second cover part (17), connecting the second Lid part (17) with the unit inserted into the central opening (18) of the second lid part (17) by introducing the bead (20) into the second lid part (17).

Procedure according to Claim 13 , characterized in that the first cover part (13) is formed by deep drawing and the at least one degassing opening is punched out, the pressure relief valve disk (15) is welded to the contacting disk (16), the pressure relief valve disk (15) is welded to the contacting disk (16 ) is connected to the first cover part (13) by flanging, the seal (19) with an oversize of the first cover part (13) is mounted on the first cover part (13), the second cover part (17) is formed by deep drawing and the middle opening is punched out, the unit consisting of the first cover part (13), the pressure relief valve disc (15), the contacting disc (16) and the seal (19) into the central opening (18) of the second cover part (17) with an excess of the seal (19) is used, to connect the second cover part (17) with the unit inserted into the central opening (18) of the second cover part (17), the bead (10) is introduced into the second cover part (17) by rolling.

Method for producing a round cell (10) of a traction battery Claim 10 , with the following steps: providing a cylindrical cell housing (11), providing a lid (12) according to one of Claims 1 until 10 , especially through the procedure according to Claim 13 or 14 , Connecting the cover (12) to the cylindrical cell housing (11) via a circumferential weld seam (28) or via a circumferential sealing fold (29).