DE102022212333A1 - Method for producing a cell housing for a prismatic battery cell of a traction battery of a motor vehicle, method for producing a cell housing arrangement and cell housing and cell housing arrangement - Google Patents

Method for producing a cell housing for a prismatic battery cell of a traction battery of a motor vehicle, method for producing a cell housing arrangement and cell housing and cell housing arrangement Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Zellgehäuses (2, 29) für eine prismatische Batteriezelle (1) einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs, wobei das Zellgehäuse (2, 29) einen umlaufend von Wänden (4, 5, 6, 7) eingefassten Innenraum (3) und auf gegenüberliegenden Seiten mittels Gehäusedeckeln (9) verschließbare Öffnungen (8) aufweist und durch Massivumformen eines Halbzeugs (11) hergestellt wird. Dabei ist vorgesehen, dass das Massivumformen fertigungstechnisch durch Fließpressen und/oder Durchziehen erfolgt. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen einer Zellgehäuseanordnung (28), ein Zellgehäuse (2, 29) sowie eine Zellgehäuseanordnung (28).The invention relates to a method for producing a cell housing (2, 29) for a prismatic battery cell (1) of a traction battery of a motor vehicle, wherein the cell housing (2, 29) has an interior space (3) surrounded by walls (4, 5, 6, 7) and openings (8) on opposite sides that can be closed by means of housing covers (9), and is produced by massive forming of a semi-finished product (11). It is provided that the massive forming takes place in terms of production technology by extrusion and/or drawing. The invention further relates to a method for producing a cell housing arrangement (28), a cell housing (2, 29) and a cell housing arrangement (28).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Zellgehäuses für eine prismatische Batteriezelle einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs, wobei das Zellgehäuse einen umlaufend von Wänden eingefassten Innenraum und auf gegenüberliegenden Seiten mittels Gehäusedeckeln verschließbare Öffnungen aufweist und durch Massivumformen eines Halbzeugs hergestellt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen einer Zellgehäuseanordnung für eine Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs, ein Zellgehäuse für eine prismatische Batteriezelle sowie eine Zellgehäuseanordnung für eine Traktionsbatterie.The invention relates to a method for producing a cell housing for a prismatic battery cell of a traction battery of a motor vehicle, wherein the cell housing has an interior space surrounded by walls and openings on opposite sides that can be closed by means of housing covers and is produced by massive forming of a semi-finished product. The invention further relates to a method for producing a cell housing arrangement for a traction battery of a motor vehicle, a cell housing for a prismatic battery cell and a cell housing arrangement for a traction battery.

Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift US 2019 / 0 393 456 A1 bekannt. Diese beschreibt ein Batteriemodulgehäuse mit einer rechteckigen Rohrstruktur, welches eine erste Seitenplatte und eine zweiten Seitenplatte umfasst, wobei die erste Seitenplatte und die zweite Seitenplatte Zielabschnitte an ihren oberen beziehungsweise unteren Enden und Abstandshalter aufweisen, die vertikal von den Zielabschnitten vorstehen. Weiterhin verfügt das Batteriemodulgehäuse über eine obere Platte und eine untere Platte, die an den oberen beziehungsweise unteren Abschnitten der ersten und der zweiten Seitenplatte angeordnet sind, wobei die obere und die untere Platte jeweils Flügelabschnitte aufweisen, die von den Abstandshaltern der ersten und der zweiten Seitenplatte getragen werden. Die Flügelabschnitte der oberen und der unteren Platte sind mit den Zielabschnitten durch elektromagnetisches Impulsschweißen verbunden, sodass die äußeren Abschnitte der Flügelabschnitt die Zielabschnitte berühren und die inneren Abschnitte der Flügelabschnitte von den Zielabschnitten durch einen Spalt getrennt sind.The state of the art includes, for example, the publication US 2019 / 0 393 456 A1 This describes a battery module housing with a rectangular tube structure, which comprises a first side plate and a second side plate, wherein the first side plate and the second side plate have target portions at their upper and lower ends, respectively, and spacers that protrude vertically from the target portions. Furthermore, the battery module housing has an upper plate and a lower plate, which are arranged at the upper and lower portions of the first and the second side plates, respectively, wherein the upper and the lower plates each have wing portions that are supported by the spacers of the first and the second side plates. The wing portions of the upper and the lower plates are connected to the target portions by electromagnetic pulse welding, so that the outer portions of the wing portions contact the target portions and the inner portions of the wing portions are separated from the target portions by a gap.

Weiterhin offenbart die Druckschrift DE 10 2020 105 607 B3 ein Batteriemodul einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs, mit einem von Kühlmedium durchströmten Modulgehäuse, mit mehreren im Modulgehäuse angeordneten, über das Kühlmedium kühlbaren Batteriezellen, wobei das Modulgehäuse einen als Strangpressprofil ausgebildeten, an Stirnseiten offenen Grundkörper aufweist, und wobei das Modulgehäuse ferner Endplatten aufweist, die in den als Strangpressprofil ausgebildeten Grundkörper eingesetzt und umlaufend fluiddicht mit dem Strangpressprofil verschweißt sind.The publication also reveals EN 10 2020 105 607 B3 a battery module of a traction battery of a motor vehicle, with a module housing through which a cooling medium flows, with a plurality of battery cells arranged in the module housing and coolable via the cooling medium, wherein the module housing has a base body designed as an extruded profile and open at the end faces, and wherein the module housing further has end plates which are inserted into the base body designed as an extruded profile and are welded all the way around to the extruded profile in a fluid-tight manner.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines Zellgehäuses für eine prismatische Batteriezelle vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere ein rasches und kostengünstiges Herstellen des Zellgehäuses mit kurzer Taktzeit und geringen sowie gleichmäßigen Wandstärken ermöglicht.It is an object of the invention to propose a method for producing a cell housing for a prismatic battery cell, which has advantages over known methods, in particular enables rapid and cost-effective production of the cell housing with a short cycle time and low and uniform wall thicknesses.

Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Herstellen eines Zellgehäuses für eine prismatische Batteriezelle mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass das Massivumformen fertigungstechnisch durch Fließpressen und/oder Durchziehen erfolgt.This is achieved according to the invention with a method for producing a cell housing for a prismatic battery cell with the features of claim 1. It is provided that the massive forming is carried out in terms of production technology by extrusion and/or drawing.

Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass die in der Beschreibung erläuterten Ausführungsbeispiele nicht beschränkend sind, vielmehr sind beliebige Variationen der in der Beschreibung, den Ansprüchen sowie den Figuren offenbarten Merkmale realisierbar.Advantageous embodiments with expedient further developments of the invention are specified in the dependent claims. It is pointed out that the exemplary embodiments explained in the description are not restrictive; rather, any variations of the features disclosed in the description, the claims and the figures can be implemented.

Das Zellgehäuse ist Bestandteil der prismatischen Batteriezelle, kann jedoch selbstverständlich auch separat von dieser vorliegen, insbesondere vor einer Montage der Batteriezelle. Die Batteriezelle wiederum bildet vorzugsweise einen Teil der Traktionsbatterie. Die Traktionsbatterie ist beispielsweise Bestandteil des Kraftfahrzeugs oder liegt von diesem separat vor. Die Traktionsbatterie dient einem Zwischenspeichern von elektrischer Energie für eine Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs. Die Antriebseinrichtung ist ist für ein Antreiben des Kraftfahrzeugs vorgesehen und ausgestaltet, also schlussendlich für das Bereitstellen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Antriebsdrehmoments.The cell housing is part of the prismatic battery cell, but can of course also be separate from it, in particular before the battery cell is installed. The battery cell in turn preferably forms part of the traction battery. The traction battery is, for example, part of the motor vehicle or is separate from it. The traction battery serves to temporarily store electrical energy for a drive device of the motor vehicle. The drive device is intended and designed to drive the motor vehicle, i.e. ultimately to provide a drive torque aimed at driving the motor vehicle.

Die Traktionsbatterie umfasst mindestens eine prismatische Batteriezelle, also genau eine oder mehrere prismatische Batteriezellen, welche in einem Batteriegehäuse der Traktionsbatterie verstaut sind. Vorzugsweise sind mehrere der Batteriezelle in der Batteriegehäuse nebeneinander angeordnet, nämlich derart, dass ihre Wände in wenigstens einer Richtung aneinander anliegen, sodass sich die Batteriezellen gegenseitig abstützen. Vorzugsweise ist in dem Batteriegehäuse zusätzlich zu der wenigstens eine Batteriezelle ein elastisches Element angeordnet, welches zumindest zeitweise eine auf ein Komprimieren der Batteriezellen in der genannten Richtung bewirkende Presskraft erzeugt. Das elastische Element dient insbesondere einem Ausgleichen von Abmessungsänderungen der wenigstens eine Batteriezelle. Beispielsweise ändern sich die Abmessungen der wenigsten einen Batteriezelle in Abhängigkeit von einer Umgebungsbedingung, wie beispielsweise einer Umgebungstemperatur, einem Umgebungsdruck oder dergleichen. Auch Betriebsbedingungen der Batteriezelle und/oder ein Altern der Batteriezelle können eine Änderung der Abmessungen zur Folge haben.The traction battery comprises at least one prismatic battery cell, i.e. exactly one or more prismatic battery cells, which are stored in a battery housing of the traction battery. Preferably, several of the battery cells are arranged next to one another in the battery housing, namely in such a way that their walls abut one another in at least one direction, so that the battery cells support one another. Preferably, in addition to the at least one battery cell, an elastic element is arranged in the battery housing, which at least temporarily generates a pressing force that causes the battery cells to be compressed in the direction mentioned. The elastic element serves in particular to compensate for dimensional changes of the at least one battery cell. For example, the dimensions of the at least one battery cell change depending on an ambient condition, such as an ambient temperature, an ambient pressure or the like. Operating conditions of the battery cell and/or aging of the battery cell can also result in a change in the dimensions.

Die prismatische Batteriezelle bezeichnet eine Batteriezelle, die eine bestimmte äußere Gestalt aufweist, nämlich im Wesentlichen als Quader vorliegt. Hierunter ist zu verstehen, dass das Zellgehäuse quaderförmig ist oder zumindest eine quaderförmige Grundgestalt aufweist. Selbstverständlich kann es jedoch vorgesehen sein, dass an dem Zellgehäuse wenigstens ein Anbauteil angeordnet ist beziehungsweise von dem Zellgehäuse ausgeht, sodass die Batteriezelle insgesamt etwas von der Quadergestalt abweichen kann. Beispielsweise ist in dem Zellgehäuse eine Öffnung und/oder eine Vertiefung ausgestaltet. Auch können Kanten und/oder Ecken des Zellgehäuses abgerundet sein.The prismatic battery cell refers to a battery cell that has a certain external shape, namely essentially a cuboid. This means that the cell housing is cuboid-shaped or at least has a cuboid-shaped basic shape. Of course, it can be provided that at least one attachment is arranged on the cell housing or extends from the cell housing, so that the battery cell as a whole can deviate slightly from the cuboid shape. For example, an opening and/or a recess is formed in the cell housing. Edges and/or corners of the cell housing can also be rounded.

Das Zellgehäuse weist mehrere Wände auf, welche in wenigstens einer Richtung beziehungsweise in einer gedachten Schnittebene den Innenraum vollständig und ununterbrochen umgreifen. Aufgrund der prismatischen Gestalt der Batteriezelle liegen vorzugsweise vier Wände vor, von welchen jeweils zwei parallel zueinander oder zumindest näherungsweise parallel zueinander angeordnet sind. Im Querschnitt bezüglich einer Längsmittelachse des Zellgehäuses gesehen weisen die Wände vorzugsweise unterschiedlichen Erstreckungen auf, sodass also zwei erste der Wände voneinander einen geringeren Abstand aufweisen als zwei zweite der Wände. Jede der beiden ersten Wände ist auf gegenüberliegenden Seiten mit einer der zweiten Wände verbunden beziehungsweise geht in diese über. Die Wände des Zellgehäuses weisen vorzugsweise Wandstärken von weniger als 2 mm, weniger als 1,75 mm oder weniger als 1,5 mm auf. Besonders bevorzugt ist zumindest eine der Wände mit einer Wandstärke von höchstens 1,0 mm, höchstens 0,8 mm oder höchstens 0,6 mm ausgestaltet. Besonders bevorzugt ist die Wandstärke einer der Wände größer als 1 mm und die Wandstärke einer anderen der Wände beträgt höchstens 1 mm.The cell housing has several walls which completely and continuously enclose the interior in at least one direction or in an imaginary sectional plane. Due to the prismatic shape of the battery cell, there are preferably four walls, two of which are arranged parallel to one another or at least approximately parallel to one another. Seen in cross-section with respect to a longitudinal center axis of the cell housing, the walls preferably have different extensions, so that two first walls are a shorter distance from one another than two second walls. Each of the two first walls is connected to one of the second walls on opposite sides or merges into it. The walls of the cell housing preferably have wall thicknesses of less than 2 mm, less than 1.75 mm or less than 1.5 mm. Particularly preferably, at least one of the walls is designed with a wall thickness of at most 1.0 mm, at most 0.8 mm or at most 0.6 mm. Particularly preferably, the wall thickness of one of the walls is greater than 1 mm and the wall thickness of another of the walls is at most 1 mm.

Das Zellgehäuse weist auf gegenüberliegenden Seiten Öffnungen auf, durch welche der Innenraum in eine Außenumgebung des Zellgehäuses einmündet. Die Öffnungen sind mittels Gehäusedeckeln verschließbar, eine erste der Öffnungen wird also von einem ersten der Gehäusedeckel und eine zweite der Öffnungen von einem zweiten der Gehäusedeckel verschlossen, nämlich im Rahmen einer Montage der Batteriezelle. Vorzugsweise verschließen die Gehäusedeckel die Öffnungen vollständig, insbesondere fluiddicht. Insbesondere sind die Gehäusedeckel mit dem Zellgehäuse verbunden, bevorzugt stoffschlüssig.The cell housing has openings on opposite sides through which the interior opens into an external environment of the cell housing. The openings can be closed by means of housing covers, i.e. a first of the openings is closed by a first of the housing covers and a second of the openings is closed by a second of the housing covers, namely during assembly of the battery cell. The housing covers preferably close the openings completely, in particular in a fluid-tight manner. In particular, the housing covers are connected to the cell housing, preferably in a material-bonded manner.

Vorzugsweise liegen an den Gehäusedeckeln Anschlussterminals der Batteriezelle vor, über welche die Batteriezelle elektrisch kontaktierbar ist. Die Anschlussterminals sind unterschiedlichen Potenzialen der Batteriezelle beziehungsweise unterschiedlichen Polen der Batteriezelle zugeordnet. So stellt vorzugsweise eines der Anschlussterminals einen Pluspol und ein anderes der Anschlussterminals einen Minuspol der Batteriezelle dar. Die Anschlussterminals sind außenseitig an der Batteriezelle angeordnet, sodass sie aus der Außenumgebung elektrisch kontaktierbar beziehungsweise für eine elektrische Kontaktierung zugänglich sind. Im Falle der prismatischen Batteriezelle sind die Anschlussterminals auf gegenüberliegenden Seiten der Batteriezelle angeordnet, nämlich ein erstes der Anschlussterminals an dem ersten Gehäusedeckel und ein zweites der Anschlussterminals an dem zweiten Gehäusedeckel. Die Zellterminals sind mit in dem Zellgehäuse angeordneten Elektroden elektronisch verbunden. Zusätzlich zu den Elektroden liegt in dem Zellgehäuse ein Elektrolyt vor, mit welchem die Batteriezelle im Zuge ihrer Herstellung befüllt wird.Preferably, there are connection terminals of the battery cell on the housing covers, via which the battery cell can be electrically contacted. The connection terminals are assigned to different potentials of the battery cell or different poles of the battery cell. Preferably, one of the connection terminals represents a positive pole and another of the connection terminals represents a negative pole of the battery cell. The connection terminals are arranged on the outside of the battery cell so that they can be electrically contacted from the outside environment or are accessible for electrical contact. In the case of the prismatic battery cell, the connection terminals are arranged on opposite sides of the battery cell, namely a first of the connection terminals on the first housing cover and a second of the connection terminals on the second housing cover. The cell terminals are electronically connected to electrodes arranged in the cell housing. In addition to the electrodes, there is an electrolyte in the cell housing with which the battery cell is filled during its production.

Um zum einen ein Gewicht der Batteriezelle möglichst gering zu halten und zum anderen eine gute Wärmeleitung zu ermöglichen, besteht das Zellgehäuse aus Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium beziehungsweise einer Aluminiumlegierung. Besonders bevorzugt kommt eine Aluminiumknetlegierung zum Einsatz, welche insbesondere der 3000er-Reihe der Aluminium-Mangan-Legierungen oder der 5000er-Reihe der Aluminium-Magnesium-Legierungen zuzuordnen ist. Besonders bevorzugt ist die Aluminiumlegierung naturhart. Beispielsweise kommen als Aluminiumlegierung die Legierungen EN AW-1098, EN AW-1200, EN AW-3003, EN AW-3103, EN AW-5310 und EN AW-5754 zum Einsatz. Besonders bevorzugt ist hierbei die Legierungen EN AW-3003, welche sich durch besonders gute Materialeigenschaften auszeichnet. Die Aluminiumlegierung ist insoweit eine Aluminium-Mangan-Kupfer-Legierung (AlMnCu), insbesondere eine Aluminium-Mangan-Kupfer-Knetlegierung.In order to keep the weight of the battery cell as low as possible and to enable good heat conduction, the cell housing is made of light metal, in particular aluminum or an aluminum alloy. A wrought aluminum alloy is particularly preferably used, which can be assigned in particular to the 3000 series of aluminum-manganese alloys or the 5000 series of aluminum-magnesium alloys. The aluminum alloy is particularly preferably naturally hard. For example, the alloys EN AW-1098, EN AW-1200, EN AW-3003, EN AW-3103, EN AW-5310 and EN AW-5754 are used as aluminum alloys. The alloy EN AW-3003 is particularly preferred here, as it is characterized by particularly good material properties. The aluminum alloy is therefore an aluminum-manganese-copper alloy (AlMnCu), in particular an aluminum-manganese-copper wrought alloy.

Um das Herstellen des Zellgehäuses auf besonders wirtschaftliche Art und Weise zu realisieren, soll es durch Massivumformen des Halbzeugs erfolgen. Unter dem Halbzeug ist ein Ausgangsmaterial eines Herstellungsprozesses zu verstehen, bei welchem das Halbzeug durch das Massivumformen in die gewünschte Form für das Zellgehäuse umgeformt wird. Ziel der Anmelderin war es, bei dem Herstellen des Zellgehäuses kürzere Taktzeiten zu realisieren als sie mit einem Umformen beispielsweise durch Tiefziehen umsetzbar sind. Allerdings hat sich herausgestellt, dass das Herstellen des Zellgehäuses durch verbreitete Massivumformverfahren, wie beispielsweise Strangpressen, nicht wirtschaftlich umsetzbar ist. Der Grund hierfür liegt darin, dass zur Erzielung einer hinreichenden Wirtschaftlichkeit das Strangpressen mit einer großen Stranglänge erfolgen muss. In order to manufacture the cell housing in a particularly economical way, it should be done by massive forming of the semi-finished product. The semi-finished product is a starting material of a manufacturing process in which the semi-finished product is formed into the desired shape for the cell housing by massive forming. The applicant's aim was to achieve shorter cycle times in the manufacture of the cell housing than can be achieved with forming, for example by deep drawing. However, it has been found that the manufacture of the cell housing by common massive forming processes, such as extrusion, is not economically feasible. The reason for this is that in order to achieve sufficient economic efficiency, the extrusion must be carried out with a large strand length.

Aufgrund der geringen Wandstärke der Wände des Zellgehäuses tritt hierbei jedoch eine Verformung des Zellgehäuses auf, sodass entweder das Strangpressen mit einer kürzeren Stranglänge vorgenommen werden muss oder aber ein aufwendiges Nachbearbeiten des Zellgehäuses notwendig ist.However, due to the low wall thickness of the cell housing, deformation of the cell housing occurs, so that either extrusion must be carried out with a shorter strand length or complex post-processing of the cell housing is necessary.

Aus diesem Grund soll das Massivumformen durch Fließpressen und/oder Durchziehen erfolgen, sodass das Zellgehäuse als Fließpressteil beziehungsweise Durchziehteil vorliegt.. Bei einem Fließpressen gemäß DIN 8583, insbesondere DIN 8583-6, erfolgt ein Druckumformen, bei welcher das Halbzeug mittels eines Stempels in Richtung einer Matrize gedrängt wird. Hierbei kann das Zellgehäuse beziehungsweise ein Halbfabrikat des Zellgehäuses aus dem Halbzeug entweder in Richtung einer Verlagerungsrichtung des Stempels in Richtung der Matrize erzeugt werden (Vorwärtsfließpressen) oder das Zellgehäuse beziehungsweise das Halbfabrikat tritt entgegen der Verlagerungsrichtung des Stempels aus der Matrize aus (Rückwärtsfließpressen).For this reason, the bulk forming should be carried out by extrusion and/or pulling through, so that the cell housing is available as an extrusion part or pulling through part. In extrusion according to DIN 8583, in particular DIN 8583-6, pressure forming takes place in which the semi-finished product is pushed towards a die using a punch. The cell housing or a semi-finished product of the cell housing can be produced from the semi-finished product either in the direction of a displacement direction of the punch towards the die (forward extrusion) or the cell housing or the semi-finished product emerges from the die against the displacement direction of the punch (backward extrusion).

Das Fließpressen hat gegenüber dem Strangpressen den Vorteil, dass eine äußerst präzise Führung des Stempels bezüglich der Matrize erfolgt, sodass die geringen Wandstärken der Wände des Zellgehäuses mit hoher Genauigkeit eingehalten werden können. Dies ist insbesondere bei dem Rückwärtsfließpressen der Fall, bei welchem das Halbzeug zwischen dem Stempel und der Matrize aus der Matrize herausgepresst wird, sodass in radialer Richtung bezüglich der Verlagerungsrichtung des Stempels gesehen von innen nach außen der Stempel, das Zellgehäuse beziehungsweise das Halbfabrikat und die Matrize vorliegen.The advantage of impact extrusion compared to extrusion is that the punch is guided extremely precisely in relation to the die, so that the low wall thicknesses of the cell housing walls can be maintained with high accuracy. This is particularly the case with reverse impact extrusion, in which the semi-finished product is pressed out of the die between the punch and the die, so that in the radial direction with respect to the direction of displacement of the punch, the punch, the cell housing or the semi-finished product and the die are present from the inside to the outside.

Das Durchziehen nach DIN 8584 ist ein Zugdruckumformverfahrens und weist ähnliche Vorteile auf wie das Fließpressen. Das Durchziehen wird insbesondere als Gleitziehen oder als Abstreckgleitziehen vorgenommen. Vorzugsweise wird das Durchziehen mehrfach vorgenommen, um aus dem Halbzeug das Zellgehäuse herzustellen, wobei eine Wandstärke zumindest einer der Wände bei jedem Durchziehen verringert wird. Das Durchziehen kann insoweit als Mehrfachdurchziehen beziehungsweise als Mehrfachgleitziehen oder Mehrfachabstreckgleitziehen erfolgen. Zur Überraschung der Anmelderin hat sich herausgestellt, dass das Herstellen des Zellgehäuses mittels des Fließpressens beziehungsweise des Durchziehens ohne Weiteres erfolgen kann. Insbesondere werden Toleranzen für die Wandstärke der Wände zuverlässig eingehalten.Drawing according to DIN 8584 is a tensile pressure forming process and has similar advantages to extrusion. Drawing is carried out in particular as sliding drawing or as ironing sliding drawing. Preferably, drawing is carried out several times in order to produce the cell housing from the semi-finished product, with the wall thickness of at least one of the walls being reduced with each drawing. Drawing can therefore be carried out as multiple drawing or as multiple sliding drawing or multiple ironing sliding drawing. To the applicant's surprise, it has been found that the cell housing can be produced without any problems using extrusion or drawing. In particular, tolerances for the wall thickness of the walls are reliably maintained.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als Halbzeug ein Massivkörper verwendet wird, sodass bei dem Massivumformen ein mit dem Zellgehäuse einstückig verbundener Boden ausgebildet wird, der nach dem Massivumformen von dem Zellgehäuse durch fertigungstechnisches Trennen separiert wird, wobei vorzugweise der Boden nachbearbeitet und anschließend als einer der Gehäusedeckel verwendet wird. Aufgrund der massiven Ausgestaltung des Halbzeugs verbleibt am Ende des Massivumformen ein Teil des Halbzeugs zwischen dem Stempel und der Matrize, nämlich in axialer Richtung bezüglich der Verlagerungsrichtung des Stempels gesehen. Dieser Teil des Halbzeugs bildet den Boden aus, welcher mit dem Zellgehäuse einstückig verbunden ist. Erfolgt das Massivumformen als Fließpressen, so kann dieses auch als Vollfließpressen bezeichnet werden.A further development of the invention provides that a solid body is used as the semi-finished product, so that during the solid forming a base is formed which is integrally connected to the cell housing, which is separated from the cell housing after the solid forming by means of manufacturing separation, whereby the base is preferably reworked and then used as one of the housing covers. Due to the solid design of the semi-finished product, at the end of the solid forming part of the semi-finished product remains between the punch and the die, namely in the axial direction with respect to the direction of displacement of the punch. This part of the semi-finished product forms the base, which is integrally connected to the cell housing. If the solid forming is carried out as extrusion, this can also be referred to as full extrusion.

Der Boden ist aufgrund des massiven Halbzeugs durchgehend, verschließt also eine der Öffnungen vollständig. Das aus Zellgehäuse und Boden bestehende Halbfabrikat ist insoweit topfförmig. Lediglich die auf der dem Boden gegenüberliegenden Seite des Zellgehäuses angeordnete der Öffnungen ist bereits ausgebildet und das Zellgehäuse folglich dort offen. Aus diesem Grund wird der Boden nach dem Massivumformen von dem Zellgehäuse separiert, nämlich fertigungstechnisch durch Trennen nach DIN 8580. Bevorzugt erfolgt das Trennen durch Zerteilen nach DIN 8588, beispielsweise durch Schneiden. Durch das Trennen wird das Zellgehäuse in seine endgültige Form gebracht, sodass es nachfolgend auf gegenüberliegenden Seiten die Öffnungen aufweist. Bereits bei einer solchen Vorgehensweise können die eingangs genannten Vorteile erzielt werden.The bottom is continuous due to the solid semi-finished product, which means it completely closes one of the openings. The semi-finished product consisting of the cell housing and the bottom is pot-shaped in this respect. Only the opening on the side of the cell housing opposite the bottom is already formed and the cell housing is therefore open there. For this reason, the bottom is separated from the cell housing after solid forming, namely by manufacturing technology by separating it in accordance with DIN 8580. Separation is preferably carried out by dividing it in accordance with DIN 8588, for example by cutting. Separating the cell housing brings it into its final shape so that it subsequently has the openings on opposite sides. The advantages mentioned at the beginning can already be achieved with such a procedure.

Besonders bevorzugt, jedoch optional, wird der von dem Zellgehäuse getrennte Boden nachbearbeitet und in die Gestalt eines der Gehäusedeckel gebracht. Das Nachbearbeiten des Bodens erfolgt also derart, dass aus dem Boden der Gehäusedeckel entsteht. Nachfolgend wird der Gehäusedeckel zum Verschließen einer der Öffnungen des Zellgehäuses verwendet, insbesondere die Öffnung verschließend an dem Zellgehäuse angeordnet und befestigt. Das Befestigen des Gehäusedeckels an dem Zellgehäuse erfolgt vorzugsweise stoffschlüssig, insbesondere durch Schweißen. Hierbei wird eine besonders gute Verbindung zwischen dem Gehäusedeckel und dem Zellgehäuse erzielt, da das Zellgehäuse und der Gehäusedeckel die gleichen Materialeigenschaften aufweisen, welche insbesondere durch das Material des Zellgehäuses und das Massivumformen beeinflusst sind. Zusätzlich kann mit der beschriebenen Vorgehensweise der bei dem Herstellen des Zellgehäuses anfallende Abfall deutlich reduziert werden.Particularly preferably, but optionally, the base separated from the cell housing is reworked and shaped into the form of one of the housing covers. The reworking of the base is therefore carried out in such a way that the housing cover is created from the base. The housing cover is then used to close one of the openings in the cell housing, in particular it is arranged and fastened to the cell housing so as to close the opening. The housing cover is preferably fastened to the cell housing in a material-locking manner, in particular by welding. This achieves a particularly good connection between the housing cover and the cell housing, since the cell housing and the housing cover have the same material properties, which are influenced in particular by the material of the cell housing and the bulk forming. In addition, the described procedure can significantly reduce the waste generated during the manufacture of the cell housing.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass bei dem Herstellen des Zellgehäuses, insbesondere bei dem Massivumformen, ein Stempel und/oder eine Matrize verwendet werden, der/die auf einer dem Boden zugewandten Seite zur Ausbildung einer Gehäusedeckelstruktur an dem Boden ausgestaltet sind. Auf die Verwendung des Stempels beziehungsweise der Matrize wurde bereits hingewiesen. Der Stempel, die Matrize oder beide weisen nun eine spezielle Gestalt auf, damit unmittelbar bei dem Herstellen des Zellgehäuses, vorzugweise unmittelbar bei dem Massivumformen, an dem Boden die Gehäusedeckelstruktur hergestellt wird. Beispielsweise weisen der Stempel und/oder die Matrizen hierzu (jeweils) wenigstens einen Vorsprung und/oder mindestens einen Rücksprung auf, sodass an dem Boden beispielsweise eine die Gehäusedeckelstruktur ausbildende Vertiefung und/oder Erhöhung hergestellt werden. Mit einer solchen Vorgehensweise kann ein Umfang der Nachbearbeitung des Bodens zum Herstellen des Gehäusedeckel deutlich verringert werden.A further development of the invention provides that in the manufacture of the cell housing, in particular in the massive forming, a punch and/or a die are used which, on a side facing the bottom, are used to form a housing cover structure on the bottom are designed. The use of the punch or the die has already been mentioned. The punch, the die or both have a special shape so that the housing cover structure is produced on the base directly during the production of the cell housing, preferably directly during the bulk forming. For example, the punch and/or the dies (each) have at least one projection and/or at least one recess so that, for example, a depression and/or elevation forming the housing cover structure is produced on the base. With such a procedure, the amount of post-processing of the base for producing the housing cover can be significantly reduced.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als Halbzeug ein, vorzugsweise durch Strangpressen hergestellter, Hohlkörper verwendet wird, sodass die Öffnungen bei dem Massivumformen mit ausgebildet werden. Das Halbzeug liegt nun also nicht als Massivkörper vor, sondern als Hohlkörper. Das bedeutet, dass das Halbzeug eine Öffnung aufweist, welche vorzugsweise in einer Richtung durchgehend und ununterbrochen von dem Halbzeug umgriffen ist, in einer anderen, senkrecht auf dieser Richtung stehenden weiteren Richtung jedoch das Halbzeug vollständig durchgreift. Beispielsweise ist das Halbzeug insoweit hohlzylinderförmig. Der Hohlkörper wird besonders bevorzugt durch Strangpressen hergestellt, sodass also bei dem Herstellen des Zellgehäuses vor dem Massivumformen des Halbzeugs das Strangpressen durchgeführt wird. Erfolgt das Massivumformen als Fließpressen, so kann dieses auch als Hohlfließpressen bezeichnet werden.A further development of the invention provides that a hollow body, preferably produced by extrusion, is used as the semi-finished product, so that the openings are also formed during the solid forming. The semi-finished product is therefore not a solid body, but a hollow body. This means that the semi-finished product has an opening which is preferably continuously and uninterruptedly surrounded by the semi-finished product in one direction, but which completely penetrates the semi-finished product in another direction perpendicular to this direction. For example, the semi-finished product is hollow-cylindrical in this respect. The hollow body is particularly preferably produced by extrusion, so that when producing the cell housing, extrusion is carried out before the semi-finished product is solid formed. If the solid forming is carried out by extrusion, this can also be referred to as hollow extrusion.

Durch die Verwendung des hohlen Halbzeugs wird nicht nur eine der Öffnungen bei dem Massivumformen mit ausgebildet, sondern beide Öffnungen werden zumindest teilweise während des Massivumformen hergestellt. Besonders bevorzugt wird die Gestalt des Hohlkörpers derart gewählt, dass bei dem Massivumformen die Öffnungen des Zellgehäuses in ihrer endgültigen Form hergestellt werden, sodass also allenfalls eine geringe Nachbearbeitung des Zellgehäuses zum Einstellen von endgültigen Abmessungen der Öffnungen vorgenommen werden müssen. Die beschriebene Vorgehensweise ermöglicht eine deutliche Reduzierung des bei dem Herstellen des Zellgehäuses anfallenden Abfalls, da der vorstehend erwähnte Boden zumindest größtenteils oder sogar vollständig entfällt und nicht oder nur teilweise bei dem Massivumformen ausgebildet wird. In jedem Fall weist das Zellgehäuse unmittelbar nach dem Massivumformen beide Öffnungen bereits auf und ist insoweit beidseitig offen.By using the hollow semi-finished product, not only is one of the openings formed during the bulk forming, but both openings are at least partially produced during the bulk forming. The shape of the hollow body is particularly preferably selected such that the openings of the cell housing are produced in their final form during the bulk forming, so that only a small amount of post-processing of the cell housing needs to be carried out to set the final dimensions of the openings. The procedure described enables a significant reduction in the waste generated during the production of the cell housing, since the base mentioned above is at least largely or even completely eliminated and is not or only partially formed during the bulk forming. In any case, the cell housing already has both openings immediately after the bulk forming and is therefore open on both sides.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Halbzeug, insbesondere der Hohlkörper, vor dem Massivumformen einem fertigungstechnischen Richten unterzogen wird, wobei vorzugsweise das Halbzeug in Richtung seiner Längsmittelachse verkürzt wird, bis eine Abmessung in einer senkrecht auf der Längsmittelachse stehenden Richtung einem Vorgabewert entspricht. Das Richten, welches vorzugsweise der Definition in DIN 8580 entspricht, wird also insbesondere nach dem Strangpressen und vor dem Massivumformen vorgenommen. Das Richten erfolgt beispielsweise als Setzen, bei welchem das Halbzeug in Richtung seiner Längsmittelachse mit einer Kraft beaufschlagt wird, sodass er sich verkürzt. Bevorzugt wird das Halbzeug so weit verkürzt, bis die Abmessung gleich dem Vorgabewert ist. Insbesondere erfolgt das Richten derart, dass das Halbzeug nach dem Richten und nach einem Anordnen in der Matrize beziehungsweise zwischen Stempel und Matrize in Umfangsrichtung beziehungsweise in einer gedachten Ebene durchgehend an der Matrizen anliegt. Hierzu wird das Richten beispielsweise in Abhängigkeit von einer gemessenen Abmessung des Halbzeugs gesteuert und/oder geregelt durchgeführt. Durch das Richten wird die bei dem Massivumformen erzielte Maßhaltigkeit des Zellgehäuses noch verbessert.A further development of the invention provides that the semi-finished product, in particular the hollow body, is subjected to production-related straightening before the bulk forming, wherein the semi-finished product is preferably shortened in the direction of its longitudinal center axis until a dimension in a direction perpendicular to the longitudinal center axis corresponds to a specified value. The straightening, which preferably corresponds to the definition in DIN 8580, is therefore carried out in particular after extrusion and before the bulk forming. The straightening takes place, for example, as setting, in which the semi-finished product is subjected to a force in the direction of its longitudinal center axis so that it shortens. The semi-finished product is preferably shortened until the dimension is equal to the specified value. In particular, the straightening takes place in such a way that the semi-finished product, after straightening and after being arranged in the die or between the punch and the die, rests continuously on the die in the circumferential direction or in an imaginary plane. For this purpose, the straightening is carried out in a controlled and/or regulated manner, for example depending on a measured dimension of the semi-finished product. Straightening further improves the dimensional accuracy of the cell housing achieved during bulk forming.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine erste der Wände bei dem Massivumformen mit einer anderen Wandstärke ausgebildet wird als eine zweite der Wände, insbesondere durchgehend oder lediglich bereichsweise. Auf die Wände des Zellgehäuses wurde bereits hingewiesen. Vorzugsweise ist die erste Wand gegenüber der zweiten Wand angewinkelt, schließt mit ihr also einen Winkel ein, welcher größer als 0° und kleiner als 180° ist. Beispielsweise grenzen die beiden Wände unmittelbar aneinander an beziehungsweise gehen unmittelbar ineinander über.A further development of the invention provides that a first of the walls is formed with a different wall thickness than a second of the walls during the massive forming process, in particular continuously or only in certain areas. The walls of the cell housing have already been mentioned. The first wall is preferably angled relative to the second wall, i.e. forms an angle with it that is greater than 0° and less than 180°. For example, the two walls are directly adjacent to one another or merge directly into one another.

Die beiden Wände sollen mit unterschiedlichen Wandstärken ausgestaltet sein, insbesondere um eine hinreichende Stabilität des Zellgehäuses zu erzielen. Beispielsweise wird also eine Wand, welche sich nach der Montage der Traktionsbatterie an einer anderen Batteriezelle abstützt, mit einer geringeren Wandstärke ausgestaltet als eine Wand, welche an eine Außenumgebung des Zellgehäuses angrenzt. Beispielsweise sind also Wände des Zellgehäuses, welche in einer ersten Richtung vorliegen, mit einer geringeren Wandstärke ausgestaltet als Wände, welche in einer von der ersten Richtung verschiedenen zweiten Richtung vorliegen beziehungsweise das Zellgehäuse dort begrenzen.The two walls should be designed with different wall thicknesses, in particular in order to achieve sufficient stability of the cell housing. For example, a wall that rests on another battery cell after the traction battery has been installed is designed with a smaller wall thickness than a wall that borders on an external environment of the cell housing. For example, walls of the cell housing that are in a first direction are designed with a smaller wall thickness than walls that are in a second direction that is different from the first direction or that delimit the cell housing there.

Es kann vorgesehen sein, dass die Wände die unterschiedlichen Wandstärken lediglich bereichsweise aufweisen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass jede der Wände ihre jeweilige Wandstärke durchgehend aufweist, also über ihre gesamte Erstreckung, wobei eine der Wände dabei eine geringere Wandstärke aufweist als eine andere der Wände. Die beschriebene Vorgehensweise ermöglicht eine deutliche Gewichtsreduzierung der Batteriezelle bei gleichzeitig hinreichender Festigkeit.It can be provided that the walls have different wall thicknesses only in certain areas. However, it can also be provided that each of the walls has its own Wall thickness is continuous, i.e. over its entire extension, with one of the walls having a thinner wall thickness than another of the walls. The procedure described enables a significant reduction in the weight of the battery cell while at the same time ensuring sufficient strength.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass bei dem Herstellen des Zellgehäuses, insbesondere bei dem Massivumformen, eine der Wände zum Bereitstellen eines Berstventils in einem Ventilbereich mit einer geringeren Wandstärke ausgebildet wird als abseits des Ventilbereichs. Die eine Wand weist insoweit den Ventilbereich auf, welcher die Wand jedoch lediglich teilweise umfasst. Die Wand ist also insgesamt größer als der Ventilbereich und der Ventilbereich bildet nur einen Teil der Wand aus.A further development of the invention provides that when producing the cell housing, in particular during massive forming, one of the walls for providing a bursting valve is formed in a valve area with a smaller wall thickness than away from the valve area. One wall has the valve area, which only partially encloses the wall. The wall is therefore larger overall than the valve area and the valve area only forms part of the wall.

Der Ventilbereich dient zum Bereitstellen des Berstventils, beispielsweise wird also das Berstventil in dem Ventilbereich angeordnet und befestigt oder der Ventilbereich bildet das Berstventil selbst aus. Das Berstventil ist ein Ventil, welches bei einem Überschreiten eines bestimmten Berstdrucks durch eine Druckdifferenz zwischen einem in dem Innenraum des Zellgehäuses vorliegenden Druck und einem außerhalb des Zellgehäuses vorliegenden Druck öffnet, damit der innerhalb des Zellgehäuses beziehungsweise in dem Innenraum vorliegende Druck beziehungsweise Überdruck in Richtung der Außenumgebung abgebaut wird. Mithilfe des Berstventils wird insoweit ein unkontrolliertes Aufplatzen des Zellgehäuses bei einer unzulässigen Beanspruchung unterbunden, sondern der in dem Zellgehäuse vorliegende Überdruck wird kontrolliert abgebaut.The valve area serves to provide the bursting valve, for example the bursting valve is arranged and fastened in the valve area or the valve area forms the bursting valve itself. The bursting valve is a valve which opens when a certain bursting pressure is exceeded due to a pressure difference between a pressure in the interior of the cell housing and a pressure outside the cell housing, so that the pressure or excess pressure inside the cell housing or in the interior is released towards the outside environment. The bursting valve prevents the cell housing from bursting open in an uncontrolled manner when subjected to excessive stress, and instead the excess pressure in the cell housing is released in a controlled manner.

In dem Ventilbereich ist die Wand lokal mit der geringeren Wandstärke ausgestaltet. Hierunter ist zu verstehen, dass bei dem Herstellen des Zellgehäuses beziehungsweise dem Massivumformen die Wand derart ausgebildet wird, dass sie in dem Ventilbereich die geringere Wandstärke und abseits des Ventilbereichs eine größere Wandstärke aufweist. Anders ausgedrückt wird die Wandstärke der Wand bei dem Herstellen des Zellgehäuses so eingestellt, dass sie in den Ventilbereich kleiner ist als außerhalb des Ventilbereichs. Dies erfolgt bevorzugt unmittelbar bei dem Massivumformen. Beispielsweise liegt daher der Ventilbereich streifenförmig an beziehungsweise in der Wand vor. Die beschriebene Vorgehensweise ermöglicht eine Reduzierung der Nachbearbeitung des Zellgehäuses, da der Ventilbereich gleich mit ausgebildet wird.In the valve area, the wall is locally designed with a smaller wall thickness. This means that when the cell housing is manufactured or during bulk forming, the wall is designed in such a way that it has a smaller wall thickness in the valve area and a greater wall thickness away from the valve area. In other words, the wall thickness of the wall is adjusted during the manufacture of the cell housing so that it is smaller in the valve area than outside the valve area. This is preferably done directly during bulk forming. For example, the valve area is therefore in strip form on or in the wall. The procedure described enables a reduction in the post-processing of the cell housing, since the valve area is formed at the same time.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Zellgehäuse in dem Ventilbereich zum Einstellen eines bestimmten Berstdrucks mit einer Prägung versehen wird, sodass das Berstventil von dem Zellgehäuse selbst gebildet ist. Das Herstellen der Prägung in dem Ventilbereich erfolgt nach dem Massivumformen. Es wird derart durchgeführt, dass das von dem Ventilgehäuse gebildete Berstventil bei Erreichen des bestimmten Berstdrucks öffnet, sodass der in dem Zellgehäuse vorliegende Überdruck abgebaut wird. Die Prägung wird vorzugsweise lediglich bereichsweise in dem Ventilbereich angebracht. Unter der Prägung ist eine lokale Vertiefung zu verstehen, die in dem Ventilbereich in das Zellgehäuse beziehungsweise dessen Wand eingebracht wird. A further development of the invention provides that the cell housing is provided with an embossing in the valve area for setting a specific bursting pressure, so that the bursting valve is formed by the cell housing itself. The embossing is produced in the valve area after the bulk forming. It is carried out in such a way that the bursting valve formed by the valve housing opens when the specific bursting pressure is reached, so that the excess pressure in the cell housing is reduced. The embossing is preferably only applied in certain areas in the valve area. The embossing is to be understood as a local depression that is introduced into the cell housing or its wall in the valve area.

Beispielsweise wird die Prägung derart hergestellt, dass die Wand in der Prägung eine Wandstärke aufweist, welche höchstens 50 %, höchstens 40 % oder höchstens 30 % einer Wandstärke der Wand in dem Ventilbereich abseits der Prägung beträgt. Die beschriebene Vorgehensweise hat den Vorteil, dass keine zusätzlichen Schritte während der Montage der Batteriezelle notwendig sind, um ein separates Berstventil an dem Zellgehäuse anzuordnen und zu befestigen.For example, the embossing is produced in such a way that the wall in the embossing has a wall thickness which is at most 50%, at most 40% or at most 30% of a wall thickness of the wall in the valve area away from the embossing. The procedure described has the advantage that no additional steps are necessary during assembly of the battery cell in order to arrange and fasten a separate burst valve to the cell housing.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in dem Zellgehäuse, insbesondere in dem Ventilbereich, eine Ventilöffnung hergestellt und in der Ventilöffnung ein Berstventil angeordnet wird. Das Herstellen der Ventilöffnung erfolgt nach dem Massivumformen, insbesondere durch fertigungstechnisches Trennen. Beispielsweise kommt hierbei ein Zerteilen, insbesondere ein Schneiden, oder ein spanendes Bearbeiten, insbesondere Fräsen oder Bohren, zum Einsatz. Das bedeutet, dass in dem Ventilbereich, welcher bereits gegenüber weiteren Bereichen der Wand eine geringere Wandstärke aufweist, die Ventilöffnung ausgestaltet wird. Bevorzugt liegt Ventilöffnung vollständig in dem Ventilbereich vor, insbesondere ist ein Rand der Ventilöffnung derart an der Wand angeordnet, dass er durchgehend in dem Bereich mit der geringeren Wandstärke liegt und von Bereichen mit einer größeren Wandstärke beabstandet ist.A further development of the invention provides that a valve opening is produced in the cell housing, in particular in the valve area, and a bursting valve is arranged in the valve opening. The valve opening is produced after the solid forming, in particular by manufacturing separation. For example, this involves dividing, in particular cutting, or machining, in particular milling or drilling. This means that the valve opening is designed in the valve area, which already has a smaller wall thickness than other areas of the wall. The valve opening is preferably located completely in the valve area, in particular an edge of the valve opening is arranged on the wall in such a way that it lies continuously in the area with the smaller wall thickness and is spaced from areas with a greater wall thickness.

Das Herstellen der Ventilöffnung wird durch das vorhergehende Ausbilden des Ventilbereichs erleichtert, da die Wandstärke der Wand reduziert wird. Es ist jedoch selbstverständlich auch möglich, die Ventilöffnung an beliebiger Stelle in dem Zellgehäuse auszugestalten, also abseits des Ventilbereichs oder ohne dass ein Ventilbereich an dem Zellgehäuse ausgestaltet ist. In der Ventilöffnung wird das Berstventil angeordnet, welches als separates Bauteil vorliegt. Beispielsweise liegt das Berstventil in Form einer Folie vor, vorzugsweise einer Metallfolie. Diese Folie ist derart ausgestaltet, dass das Berstventil bei Erreichen oder Überschreiten des Berstdrucks durch den in dem Zellgehäuse vorliegenden Überdruck öffnet. Hierzu kann die Folie mit einer entsprechenden Prägung versehen sein. Die beschriebene Vorgehensweise ermöglicht eine einfache und kostengünstige Bereitstellung des Berstventils an dem Zellgehäuse.The manufacture of the valve opening is made easier by the prior formation of the valve area, as the wall thickness of the wall is reduced. However, it is of course also possible to design the valve opening at any point in the cell housing, i.e. away from the valve area or without a valve area being designed on the cell housing. The bursting valve, which is a separate component, is arranged in the valve opening. For example, the bursting valve is in the form of a film, preferably a metal film. This film is designed in such a way that the bursting valve opens when the bursting pressure is reached or exceeded by the excess pressure present in the cell housing. The film can be provided with a corresponding embossing for this purpose. The procedure described enables a Simple and cost-effective provision of the burst valve on the cell housing.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass bei dem Massivumformen auf der Außenseite und/oder der Innenseite wenigstens einer der Wände ein sich in einer Richtung über das gesamte Zellgehäuse erstreckender Rücksprung oder ein sich in der Richtung über das gesamte Zellgehäuse erstreckender Vorsprung ausgebildet wird. Die Richtung verläuft parallel zu einer Längsmittelachse des Zellgehäuses, insbesondere entspricht sie der Verlagerungsrichtung des für das Massivumformen verwendeten Stempels. Der Rücksprung beziehungsweise der Vorsprung soll unmittelbar bei dem Massivumformen ausgestaltet werden, nämlich derart, dass er das gesamte Zellgehäuse in der Richtung beziehungsweise in Richtung der Längsmittelachse des Zellgehäuses übergreift. Unter dem Rücksprung ist eine in dem Zellgehäuse ausgestaltete Vertiefung und unter dem Vorsprung eine an dem Zellgehäuse ausgestaltete Erhöhung zu verstehen. Vorteilhaft ist es selbstverständlich, wenn mehrere Rücksprünge und/oder mehrere Vorsprünge hergestellt werden, welche insbesondere parallel zueinander verlaufen. Der Rücksprung beziehungsweise der Vorsprung kann unterschiedlichen Zwecken dienen, auf welche noch eingegangen werden wird. In jedem Fall erhöht er die Flexibilität bei dem Einsatz des Zellgehäuses für die Batteriezelle.A further development of the invention provides that during the bulk forming on the outside and/or the inside of at least one of the walls a recess extending in one direction over the entire cell housing or a projection extending in that direction over the entire cell housing is formed. The direction runs parallel to a longitudinal center axis of the cell housing, in particular it corresponds to the direction of displacement of the punch used for the bulk forming. The recess or the projection should be designed directly during the bulk forming, namely in such a way that it overlaps the entire cell housing in the direction or in the direction of the longitudinal center axis of the cell housing. The recess is to be understood as a depression designed in the cell housing and the projection as an elevation designed on the cell housing. It is of course advantageous if several recesses and/or several projections are produced, which in particular run parallel to one another. The recess or the projection can serve different purposes, which will be discussed later. In any case, it increases the flexibility when using the cell housing for the battery cell.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Vorsprung wenigstens einen von einem Grundkörper des Zellgehäuses ausgehenden ersten Schenkel und einen gegenüber dem ersten Schenkel angewinkelten zweiten Schenkel aufweist, insbesondere einen zweiten Schenkel, der einerseits oder beiderseits über den ersten Schenkel übersteht. Der Grundkörper des Zellgehäuses wird von seinen Wänden definiert, welche insoweit den Grundkörper bilden. Der erste Schenkel steht über den Grundkörper über, insbesondere in radialer Richtung bezüglich der Längsmittelachse des Zellgehäuses. Der erste Schenkel ist insoweit gegenüber einer Oberfläche des Grundkörpers angewinkelt, schließt mit ihm also einen Winkel ein, der größer als 0° und kleiner als 180° ist. Beispielsweise geht der erste Schenkel von einer der Wände aus, in diesem Fall ist er gegenüber der Wand angewinkelt.A further development of the invention provides that the projection has at least one first leg extending from a base body of the cell housing and a second leg angled relative to the first leg, in particular a second leg that projects beyond the first leg on one side or both sides. The base body of the cell housing is defined by its walls, which in this respect form the base body. The first leg projects beyond the base body, in particular in the radial direction with respect to the longitudinal center axis of the cell housing. The first leg is angled relative to a surface of the base body, thus enclosing an angle with it that is greater than 0° and less than 180°. For example, the first leg extends from one of the walls, in this case it is angled relative to the wall.

Der zweite Schenkel geht von dem ersten Schenkel aus, insbesondere ist der zweite Schenkel vollständig von dem Grundkörper des Zellgehäuses beabstandet. Der zweite Schenkel ist gegenüber dem ersten Schenkel angewinkelt, schließt mit diesem also wiederum einen Winkel ein, der größer als 0° und kleiner als 180° ist. Beispielsweise steht der zweite Schenkel hierbei lediglich auf einer Seite oder auf gegenüberliegenden Seiten über den ersten Schenkel über. Im ersten Fall ist der Vorsprung also im wesentlichen L-förmig, im zweiten Fall T-förmig. Auch andere Ausgestaltungen des Vorsprungs sind selbstverständlich realisierbar. Der Vorsprung in der genannten Gestalt ermöglicht eine flexible Nutzung des Zellgehäuses.The second leg extends from the first leg, in particular the second leg is completely spaced from the base body of the cell housing. The second leg is angled relative to the first leg, thus forming an angle with the first leg that is greater than 0° and less than 180°. For example, the second leg only protrudes over the first leg on one side or on opposite sides. In the first case, the projection is essentially L-shaped, in the second case it is T-shaped. Other designs of the projection are of course also possible. The projection in the shape mentioned enables flexible use of the cell housing.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens ein Anbauteil an dem Vorsprung formschlüssig befestigt wird. Das Anbauteil kann grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein, beispielsweise ist es ein Sensor, eine der Elektroden oder dergleichen. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass von aneinander angrenzenden Wänden jeweils ein Vorsprung ausgeht und das Anbauteil formschlüssig in einen von diesen Vorsprünge begrenzten Raum eingreift. Dies ermöglicht ein zuverlässiges Halten des in oder an dem Zellgehäuse angeordneten Anbauteils.A further development of the invention provides that at least one attachment is attached to the projection in a form-fitting manner. The attachment can basically be designed in any way, for example it is a sensor, one of the electrodes or the like. For example, it is provided that a projection extends from each of the adjacent walls and the attachment engages in a form-fitting manner in a space delimited by these projections. This enables the attachment arranged in or on the cell housing to be held reliably.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine Temperatur des Halbzeugs vor dem Massivumformen auf eine definierte Ausgangstemperatur eingestellt wird, wobei die Ausgangstemperatur vorzugsweise unter einer Rekristallisationstemperatur eines Halbzeugmaterials liegt. Unter dem Halbzeugmaterials ist hierbei dasjenige Material zu verstehen, aus welchem das Halbzeug besteht. Im Rahmen des Einstellens der Temperatur des Halbzeugs wird das Halbzeug derart temperiert, dass seine Temperatur der Ausgangstemperatur entspricht. Hierzu wird das Halbzeug bevorzugt aktiv gekühlt oder erwärmt.A further development of the invention provides that a temperature of the semi-finished product is set to a defined starting temperature before the massive forming, wherein the starting temperature is preferably below a recrystallization temperature of a semi-finished product material. The semi-finished product material is understood here to be the material from which the semi-finished product is made. As part of setting the temperature of the semi-finished product, the semi-finished product is tempered in such a way that its temperature corresponds to the starting temperature. For this purpose, the semi-finished product is preferably actively cooled or heated.

Das Temperieren erfolgt vorzugweise derart, dass das Halbzeug die Temperatur durchgehend aufweist, sodass also das Halbzeugmaterial vollständig und durchgehend bei der Temperatur vorliegt. Die Ausgangstemperatur kann beispielsweise einer Raumtemperatur beziehungsweise Umgebungstemperatur entsprechen, aber auch höher sein als diese. Beispielsweise beträgt die Ausgangstemperatur mindestens 10 °C und höchstens 100 °C. Das Massivumformen wird somit vorzugsweise als Kaltumformen beziehungsweise Halbwarmumformen vorgenommen. Das bereits erwähnte Fließpressen kann entsprechend auch als Kaltfließpressen bezeichnet werden. Vorzugweise liegt die Ausgangstemperatur unter der Rekristallisationstemperatur des Halbzeugmaterials, besonders bevorzugt beträgt sie - in Grad Celsius gemessen - höchstens 50 %, höchstens 40 % oder höchstens 30 % der Rekristallisationstemperatur. Auf die beschriebene Art und Weise kann das Herstellen des Zellgehäuses besonders wirtschaftlich erfolgen.The tempering is preferably carried out in such a way that the semi-finished product has the temperature throughout, so that the semi-finished material is completely and continuously at the temperature. The starting temperature can, for example, correspond to room temperature or ambient temperature, but can also be higher than this. For example, the starting temperature is at least 10 °C and at most 100 °C. The bulk forming is therefore preferably carried out as cold forming or semi-hot forming. The aforementioned extrusion can also be referred to as cold extrusion. The starting temperature is preferably below the recrystallization temperature of the semi-finished material, particularly preferably it is - measured in degrees Celsius - at most 50%, at most 40% or at most 30% of the recrystallization temperature. The cell housing can be manufactured particularly economically in the manner described.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass bei dem Massivumformen ein Halbfabrikat entsteht, aus dem durch Egalisieren das Zellgehäuse hergestellt wird, wobei das Egalisieren bevorzugt durch Durchziehen erfolgt. Das Herstellen des Zellgehäuses gliedert sich insoweit in mindestens zwei Schritte, nämlich in das Massivumformen und das Egalisieren. Vor dem Massivumformen kann - wie bereits erwähnt - das Strangpressen zum Herstellen des Halbzeugs erfolgen. Aus dem Halbzeug wird bei dem Massivumformen das Halbfabrikat erzeugt, welches insoweit eine Vorstufe des Zellgehäuses darstellt. Aus dem Halbfabrikat wird nachfolgend durch Egalisieren das Zellgehäuse ausgebildet.A further development of the invention provides that the massive forming produces a semi-finished product from which the cell housing is produced by levelling, whereby the levelling is preferably carried out by pulling through. The production of the cell The production of the housing is divided into at least two steps, namely the massive forming and the leveling. As already mentioned, extrusion can be used before the massive forming to produce the semi-finished product. The semi-finished product is produced from the semi-finished product during the massive forming process, which is a preliminary stage of the cell housing. The cell housing is then formed from the semi-finished product by leveling.

Bei dem Egalisieren wird vorzugsweise eine jeweilige Wandstärke wenigstens einer der Wände des Zellgehäuses, bevorzugt mehrerer oder aller Wände des Zellgehäuses, ausgehend von der bei dem Halbfabrikat jeweils vorliegenden Wandstärke weiter verändert, insbesondere weiter verringert. Beispielsweise verringert sich die Wandstärke bei dem Egalisieren um mindestens 10 %, mindestens 20 % oder mindestens 30 %. In jedem Fall verringert sie sich jedoch höchstens um 50 % oder höchstens um 40 %. Beispielsweise wird also die Wandstärke wenigstens einer der Wände von mindestens 1 mm auf höchstens 0,8 mm oder höchstens 0,7 mm verringert. Durch das Egalisieren wird sichergestellt, dass das Zellgehäuse über seine gesamte Erstreckung in Richtung seiner Längsmittelachse eine gleichbleibende Wandstärke aufweist. Das Egalisieren erfolgt vorzugsweise durch Durchziehen, insbesondere durch Gleitziehen beziehungsweise durch Abstreckgleitziehen. Mit dieser Vorgehensweise ist ein besonders wirtschaftliches Herstellen des Zellgehäuses möglich.During the leveling, a respective wall thickness of at least one of the walls of the cell housing, preferably several or all walls of the cell housing, is preferably further changed, in particular further reduced, starting from the wall thickness present in the semi-finished product. For example, the wall thickness is reduced by at least 10%, at least 20% or at least 30% during the leveling. In any case, however, it is reduced by at most 50% or at most 40%. For example, the wall thickness of at least one of the walls is reduced from at least 1 mm to at most 0.8 mm or at most 0.7 mm. The leveling ensures that the cell housing has a constant wall thickness over its entire extension in the direction of its longitudinal center axis. The leveling is preferably carried out by drawing, in particular by sliding drawing or by ironing sliding drawing. This procedure enables the cell housing to be manufactured particularly economically.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen einer Zellgehäuseanordnung für eine Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs, mit mehreren Zellgehäusen für prismatische Batteriezellen, insbesondere jeweils hergestellt nach dem Verfahren gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei jedes der Zellgehäuse einen umlaufend von Wänden eingefassten Innenraum und auf gegenüberliegenden Seiten mittels Gehäusedeckeln verschließbare Öffnungen aufweist und durch Massivumformen eines Halbzeugs hergestellt wird. Dabei ist vorgesehen, dass das Massivumformen fertigungstechnisch durch Fließpressen und/oder Durchziehen erfolgt. Folglich liegt das Zellgehäuse als Fließpressteil beziehungsweise Durchziehteil vorliegt. Die Zellgehäuseanordnung weist mehrere Zellgehäuse auf, die gemeinsam angeordnet sind, insbesondere in einem Batteriegehäuse der Traktionsbatterie.The invention further relates to a method for producing a cell housing arrangement for a traction battery of a motor vehicle, with several cell housings for prismatic battery cells, in particular each produced according to the method according to the statements in the context of this description, wherein each of the cell housings has an interior space surrounded by walls and openings on opposite sides that can be closed by means of housing covers and is produced by solid forming of a semi-finished product. It is provided that the solid forming takes place in terms of production technology by extrusion and/or pulling. Consequently, the cell housing is present as an extrusion part or pulling part. The cell housing arrangement has several cell housings that are arranged together, in particular in a battery housing of the traction battery.

Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise bei dem Herstellen der Zellgehäuseanordnung beziehungsweise bei dem Herstellen des Zellgehäuses wurde bereits hingewiesen. Sowohl das Verfahren zum Herstellen der Zellgehäuseanordnung als auch das Verfahren zum Herstellen des Zellgehäuses können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.The advantages of such a procedure in the manufacture of the cell housing arrangement or in the manufacture of the cell housing have already been pointed out. Both the method for producing the cell housing arrangement and the method for producing the cell housing can be further developed in accordance with the statements in the context of this description, so that reference is made to these in this respect.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass erste der Wände in einer ersten Richtung zumindest bereichsweise aneinander anliegen und zweite der Wände in einer von der ersten Richtung verschiedenen zweiten Richtung an eine Außenumgebung der Zellgehäuseanordnung angrenzen, wobei die ersten Wände mit einer geringeren Wandstärke hergestellt werden als die zweiten Wände. Die mehreren Zellgehäuse sind in der ersten Richtung nebeneinander angeordnet, nämlich derart, dass ihre ersten Wände aneinander anliegen. Die zweiten Wände stützen sich nicht auf diese Art und Weise ab, sondern grenzen an die Außenumgebung der Zellgehäuseanordnung an. Entsprechend werden die zweiten Wände stärker beansprucht als die ersten Wände, beispielsweise durch einen in den Zellgehäuse vorliegenden Überdruck, und sind insoweit mit einer größeren Wandstärke ausgestaltet. Durch die geringere Wandstärke der ersten Wände wird das Gewicht der Zellgehäuseanordnung auf vorteilhafte Art und Weise reduziert, jedoch gleichzeitig eine hinreichende Festigkeit sichergestellt.A further development of the invention provides that first of the walls abut one another at least in some areas in a first direction and second of the walls abut an external environment of the cell housing arrangement in a second direction different from the first direction, wherein the first walls are manufactured with a smaller wall thickness than the second walls. The plurality of cell housings are arranged next to one another in the first direction, namely in such a way that their first walls abut one another. The second walls do not support one another in this way, but abut the external environment of the cell housing arrangement. Accordingly, the second walls are subjected to greater stress than the first walls, for example by an overpressure present in the cell housing, and are therefore designed with a greater wall thickness. The smaller wall thickness of the first walls advantageously reduces the weight of the cell housing arrangement, but at the same time ensures sufficient strength.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Zellgehäuse derart angeordnet werden, dass Vorsprünge von aneinander angrenzenden der Wände zwischeneinander eingreifen, und/oder dass die Vorsprünge der aneinander angrenzenden Wände aufeinandertreffen, sodass zwischen den Vorsprüngen Hohlräume gebildet sind. Vorzugsweise sind an jedem der Zellgehäuse mehrere Vorsprünge ausgebildet, wobei zwischen jeweils zwei der Vorsprünge ein Zwischenraum vorliegt. Die Zellgehäuse werden nun entweder derart angeordnet, dass die Vorsprünge eines der Zellgehäuse in die Zwischenräume eines anderen der Zellgehäuse eingreifen oder dass die Vorsprünge unmittelbar aufeinandertreffen, sodass jeweils zwei der Zwischenräume der Zellgehäuse einen der Hohlräume bilden.A further development of the invention provides that the cell housings are arranged in such a way that projections of adjacent walls engage between one another and/or that the projections of the adjacent walls meet one another so that cavities are formed between the projections. Preferably, several projections are formed on each of the cell housings, with a gap between two of the projections. The cell housings are now arranged either in such a way that the projections of one of the cell housings engage in the gaps of another of the cell housings or that the projections meet one another directly so that two of the gaps of the cell housings form one of the cavities.

Durch das Eingreifen der Vorsprünge in die Zwischenräume wird eine Art Verzahnung zwischen den Zellgehäusen geschaffen, sodass diese formschlüssig aneinandergehalten und zuverlässig festgelegt sind. Die Hohlräume können hingegen als fluidführende Hohlräume ausgestaltet sein, beispielsweise werden sie als Kühlkanäle verwendet. Alternativ können die Hohlräume mit einem Wärmeleitmittel, beispielsweise einer Wärmeleitpaste oder dergleichen gefüllt sein, um einen guten Wärmeübergang zwischen den Zellgehäusen sicherzustellen. Selbstverständlich können die Vorsprünge derart angeordnet sein, dass für jeweils zwei der Zellgehäuse sowohl das Eingreifen eines Teils der Vorsprünge zwischeneinander als auch das Aufeinandertreffen eines anderen Teils der Vorsprünge zur Ausbildung der Hohlräume vorliegt. In diesem Fall sind beide genannten Vorteile realisiert.By engaging the projections in the gaps, a kind of interlocking is created between the cell housings, so that they are held together in a form-fitting manner and reliably fixed. The cavities, however, can be designed as fluid-conducting cavities, for example they are used as cooling channels. Alternatively, the cavities can be filled with a heat-conducting agent, for example a heat-conducting paste or the like, in order to ensure good heat transfer between the cell housings. Of course, the projections can be arranged in such a way that for each two of the cell housings, both the engagement of some of the projections between one another and the meeting of another part of the projections lead to formation of cavities. In this case, both of the advantages mentioned are realized.

Die Erfindung betrifft zudem ein Zellgehäuse für eine prismatische Batteriezelle einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs, insbesondere hergestellt nach dem Verfahren gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei das Zellgehäuse einen umlaufend von Wänden eingefassten Innenraum und auf gegenüberliegenden Seiten mittels Gehäusedeckeln verschließbare Öffnungen aufweist und durch Massivumformen eines Halbzeugs hergestellt ist. Dabei ist vorgesehen, dass das Massivumformen fertigungstechnisch durch Fließpressen und/oder Durchziehen erfolgt.The invention also relates to a cell housing for a prismatic battery cell of a traction battery of a motor vehicle, in particular produced according to the method according to the statements in the context of this description, wherein the cell housing has an interior surrounded by walls and openings on opposite sides that can be closed by means of housing covers and is produced by massive forming of a semi-finished product. It is provided that the massive forming takes place in terms of production technology by extrusion and/or drawing.

Hinsichtlich der Vorteile und möglicher vorteilhafter Weiterbildungen wird erneut auf die weiteren Ausführungen in dieser Beschreibung verwiesen.With regard to the advantages and possible advantageous further training, reference is again made to the further explanations in this description.

Schließlich betrifft die Erfindung eine Zellgehäuseanordnung für eine Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs, insbesondere hergestellt gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, mit mehreren Zellgehäusen für prismatische Batteriezellen, insbesondere hergestellt gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei jedes der Zellgehäuse einen umlaufend von Wänden eingefassten Innenraum und auf gegenüberliegenden Seiten mittels Gehäusedeckeln verschließbare Öffnungen aufweist und durch Massivumformen eines Halbzeugs hergestellt ist. Dabei ist vorgesehen, dass das Massivumformen fertigungstechnisch durch Fließpressen und/oder Durchziehen erfolgt.Finally, the invention relates to a cell housing arrangement for a traction battery of a motor vehicle, in particular manufactured according to the statements in the context of this description, with several cell housings for prismatic battery cells, in particular manufactured according to the statements in the context of this description, wherein each of the cell housings has an interior space surrounded by walls and openings on opposite sides that can be closed by means of housing covers and is manufactured by solid forming of a semi-finished product. It is provided that the solid forming takes place in terms of production technology by extrusion and/or drawing.

Zu den Vorteilen und möglicher Weiterbildungen wird wiederum auf die Ausführungen in dieser Beschreibung hingewiesen.For the advantages and possible further training, please refer to the explanations in this description.

Die in der Beschreibung beschriebenen Merkmale und Merkmalskombinationen, insbesondere die in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschriebenen und/oder in den Figuren gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen, sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungsformen als von der Erfindung umfasst anzusehen, die in der Beschreibung und/oder den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch aus den erläuterten Ausführungsformen hervorgehen oder aus ihnen ableitbar sind.The features and combinations of features described in the description, in particular the features and combinations of features described in the following description of the figures and/or shown in the figures, can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the invention. Thus, embodiments are also to be regarded as being encompassed by the invention that are not explicitly shown or explained in the description and/or the figures, but which emerge from the embodiments explained or can be derived from them.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Zellgehäuses für eine prismatische Batteriezelle einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs sowie zwei Gehäusedeckel zum Verschließen von Öffnungen des Zellgehäuses,
  • 2 eine schematische Darstellung des Zellgehäuses in unterschiedlichen Ansichten in mehreren Schritten seiner Herstellung gemäß einer ersten Vorgehensweise,
  • 3 eine schematische Darstellung des Zellgehäuses in unterschiedlichen Ansichten in mehreren Schritten seiner Herstellung gemäß einer zweiten Vorgehensweise,
  • 4 eine schematische Darstellung des Zellgehäuses in einem Umformwerkzeug während seines Herstellens,
  • 5 eine erste schematische Detaildarstellung eines Bereichs des Zellgehäuses,
  • 6 eine zweite schematische Detaildarstellung eines Bereichs des Zellgehäuses,
  • 7 eine dritte schematische Detaildarstellung eines Bereichs des Zellgehäuses,
  • 8 eine vierte schematische Detaildarstellung eines Bereichs des Zellgehäuses,
  • 9 eine fünfte schematische Detaildarstellung eines Bereichs des Zellgehäuses,
  • 10 eine schematische Darstellung einer Zellgehäuseanordnung mit mehreren Zellgehäusen in unterschiedlichen Anordnungen,
  • 11 eine schematische Darstellung eines ersten Details des Zellgehäuses,
  • 12 eine schematische Darstellung eines zweiten Details des Zellgehäuses in unterschiedlichen Varianten.
The invention is explained in more detail below with reference to the embodiments shown in the drawing, without limiting the invention. In the drawing:
  • 1 a schematic representation of a cell housing for a prismatic battery cell of a traction battery of a motor vehicle and two housing covers for closing openings in the cell housing,
  • 2 a schematic representation of the cell housing in different views in several steps of its production according to a first procedure,
  • 3 a schematic representation of the cell housing in different views in several steps of its production according to a second procedure,
  • 4 a schematic representation of the cell housing in a forming tool during its manufacture,
  • 5 a first schematic detailed representation of an area of the cell housing,
  • 6 a second schematic detailed representation of a region of the cell housing,
  • 7 a third schematic detailed representation of an area of the cell housing,
  • 8th a fourth schematic detailed representation of a region of the cell housing,
  • 9 a fifth schematic detailed representation of a region of the cell housing,
  • 10 a schematic representation of a cell housing arrangement with several cell housings in different arrangements,
  • 11 a schematic representation of a first detail of the cell housing,
  • 12 a schematic representation of a second detail of the cell housing in different variants.

Die 1 zeigt eine schematische Darstellung von Bestandteilen einer prismatischen Batteriezelle 1, wie sie beispielsweise für eine Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs zum Einsatz kommt. Die Batteriezelle 1 verfügt über ein Zellgehäuse 2, welches im Wesentlichen hohlzylinderförmig beziehungsweise hohlquaderförmig ist und entsprechend einen Innenraum 3 aufweist, der in wenigstens einer Richtung umlaufend von Wänden 4, 5, 6 und 7 eingefasst ist. Das Zellgehäuse 2 ist einseitig auf beiden Seiten offen, sodass es dort Öffnungen 8 aufweist, von welchen hier lediglich eine erkennbar ist. Die Wände 4, 5, 6 und 7 bilden gemeinsam jeweils einen Rand für jede der Öffnungen 8. Die Öffnungen 8 des Zellgehäuses 2 sind mittels Gehäusedeckeln 9 verschließbar, welche ebenfalls einen Bestandteil der Batteriezelle 1 bilden.The 1 shows a schematic representation of components of a prismatic battery cell 1, such as is used for a traction battery of a motor vehicle. The battery cell 1 has a cell housing 2, which is essentially hollow cylindrical or hollow cuboid-shaped and accordingly has an interior 3, which is enclosed in at least one direction by walls 4, 5, 6 and 7. The cell housing 2 is open on both sides so that it has openings 8 there, of which only one is visible here. The walls 4, 5, 6 and 7 together form an edge for each of the openings 8. The openings 8 of the cell housing 2 can be closed by means of housing covers 9, which also form a component of the battery cell 1.

Die Wände 4 und 5 sind parallel zueinander angeordnet, ebenfalls die Wände 6 und 7. Die Wände 4 und 5 können auch als Seitenwände des Zellgehäuses 2 bezeichnet werden, die Wand 6 stellt eine Oberseitenwand und die Wand 7 eine Unterseitenwand dar. Die Wände 4 und 5 weisen voneinander einen geringeren Abstand auf als die Wände 6 und 7, beispielsweise ist der Abstand zwischen den Wänden 6 und 7 um einen Faktor von mindestens 3, mindestens 4 oder mindestens 5 größer als der Abstand zwischen den Wänden 4 und 5. Die Wände 4 und 5 sind insoweit breiter als die Wände 6 und 7, welche entsprechend schmaler sind. In der Wand 6 ist eine Ventilöffnung 10 hergestellt, in welcher ein hier nicht dargestelltes Berstventil angeordnet wird.Walls 4 and 5 are arranged parallel to each other, as are walls 6 and 7. Walls 4 and 5 can also be used as side walls of the Cell housing 2, wall 6 represents a top wall and wall 7 represents a bottom wall. Walls 4 and 5 are spaced closer to each other than walls 6 and 7, for example the distance between walls 6 and 7 is greater than the distance between walls 4 and 5 by a factor of at least 3, at least 4 or at least 5. Walls 4 and 5 are therefore wider than walls 6 and 7, which are correspondingly narrower. A valve opening 10 is made in wall 6, in which a bursting valve (not shown here) is arranged.

Die 2 zeigt eine schematische Darstellung des Zellgehäuses 2 während seines Herstellens gemäß einem ersten Herstellungsverfahren. In einer oberen Reihe sind Längsschnittdarstellungen und in einer unteren Reihe Querschnittdarstellungen gezeigt. Die beiden Darstellungen ganz links zeigen einen ersten Herstellungsschritt, in welchem ein Halbzeug 11 bereitgestellt ist, aus dem das Zellgehäuse 2 ausgebildet wird. Zu erkennen ist eine Längsmittelachse 12 des Halbzeugs 11, welche der späteren Längsmittelachse 12 des Zellgehäuses 2 entspricht. Das Halbzeug 11 weist eine Breite b1, eine Tiefe t1 und eine Höhe h1 auf. Nach dem Bereitstellen des Halbzeugs 11 wird es zunächst einem fertigungstechnischen Richten unterzogen. Dieses erfolgt bei einem zweiten Herstellungsschritt. Das Halbzeug 11 nach dem Richten beziehungsweise während des zweiten Herstellungsschritts ist in den beiden zweiten Darstellungen von links gezeigt. Bei dem Setzen wird die Höhe des Halbzeugs 11 reduziert, sodass h2 kleiner als h1 ist. Durch dieses Stauchen des Halbzeugs 11 vergrößern sich die Breite und die Tiefe des Halbzeugs 11, sodass t2 größer als t1 und b2 größer als b1 ist.The 2 shows a schematic representation of the cell housing 2 during its manufacture according to a first manufacturing method. In an upper row, longitudinal sectional views are shown and in a lower row, cross-sectional views. The two representations on the far left show a first manufacturing step in which a semi-finished product 11 is provided, from which the cell housing 2 is formed. A longitudinal center axis 12 of the semi-finished product 11 can be seen, which corresponds to the later longitudinal center axis 12 of the cell housing 2. The semi-finished product 11 has a width b 1 , a depth t 1 and a height h 1 . After the semi-finished product 11 has been provided, it is first subjected to production-related straightening. This takes place in a second manufacturing step. The semi-finished product 11 after straightening or during the second manufacturing step is shown in the second two representations from the left. During setting, the height of the semi-finished product 11 is reduced so that h 2 is smaller than h 1 . Due to this compression of the semi-finished product 11, the width and depth of the semi-finished product 11 increase so that t 2 is greater than t 1 and b 2 is greater than b 1 .

Nach dem Richten wird das Halbzeug 11, welches hier in Form eines Massivkörper vorliegt, in einem dritten Herstellungsschritt einem Massivumformen unterworfen, nämlich einem Fließpressen, vorzugsweise einem Rückwärtsfließpressen, besonders bevorzugt einem Rückwärtsnapffließpressen beziehungsweise einem Rückwärtsvollfließpressen. Der dritte Herstellungsschritt ist in den beiden Darstellungen an zweiter Stelle von rechts gezeigt. Bei dem Massivumformen entsteht aus dem Halbzeug 11 ein Halbfabrikat 13, welches ebenfalls die Längsmittelachse 12 aufweist.After straightening, the semi-finished product 11, which is in the form of a solid body here, is subjected to solid forming in a third production step, namely extrusion, preferably reverse extrusion, particularly preferably reverse cup extrusion or reverse full extrusion. The third production step is shown second from the right in the two illustrations. During solid forming, the semi-finished product 11 is transformed into a semi-finished product 13, which also has the longitudinal center axis 12.

Durch das Massivumformen ändert sich die Höhe deutlich, beispielsweise ist die Höhe h3 des Halbfabrikat 13 um einen Faktor von mindestens 12, mindestens 14 oder mindestens 16 größer als die Höhe h2 des gerichteten Halbzeugs 11. Bei dem Massivumformen werden der Innenraum 3 sowie die Wände 4, 5, 6 und 7 ausgebildet. Wandstärken s3,1 der Wände 4 und 5 sind hierbei vorzugsweise geringer als Wandstärken s3,2 der Wände 6 und 7, insbesondere um einen Faktor von 0,5. Verfahrensbedingt wird bei dem Massivumformen ein Boden 14 ausgebildet, sodass das Halbfabrikat 13 im Wesentlichen topfförmig ist.The height changes significantly due to the massive forming, for example the height h 3 of the semi-finished product 13 is greater by a factor of at least 12, at least 14 or at least 16 than the height h 2 of the straightened semi-finished product 11. During the massive forming, the interior 3 and the walls 4, 5, 6 and 7 are formed. Wall thicknesses s 3,1 of the walls 4 and 5 are preferably smaller than wall thicknesses s 3,2 of the walls 6 and 7, in particular by a factor of 0.5. Due to the process, a base 14 is formed during the massive forming, so that the semi-finished product 13 is essentially pot-shaped.

Nach dem Massivumformen wird das Halbfabrikat 13 zum endgültigen Herstellen in einem vierten Bearbeitungsschritt, gezeigt in den beiden Darstellungen ganz rechts, einem trennenden Bearbeitungsverfahren unterworfen. Insbesondere wird hierbei das Halbfabrikat 13 gekürzt, sodass eine Höhe h4 des Zellgehäuses 2 kleiner ist als die Höhe h3 des Halbfabrikats 13. Die weiteren Abmessungen b4 und t4 sowie die Wandstärken s4,1 und s4,2 entsprechen den Abmessungen b3 und t3 sowie den Wandstärken s3,1 und s3,2 des Halbfabrikat 13.After the massive forming, the semi-finished product 13 is subjected to a separating machining process for final production in a fourth processing step, shown in the two illustrations on the far right. In particular, the semi-finished product 13 is shortened so that a height h 4 of the cell housing 2 is smaller than the height h 3 of the semi-finished product 13. The other dimensions b 4 and t 4 as well as the wall thicknesses s 4.1 and s 4.2 correspond to the dimensions b 3 and t 3 as well as the wall thicknesses s 3.1 and s 3.2 of the semi-finished product 13.

Die 3 zeigt eine schematische Darstellung des Zellgehäuses 2 während seines Herstellens gemäß einem zweiten Herstellungsverfahren. In der oberen Reihe sind wiederum Längsschnittdarstellungen und in einer unteren Reihe Querschnittdarstellungen gezeigt. Die beiden Darstellungen ganz links zeigen einen ersten Herstellungsschritt, in welchem das Halbzeug 11 bereitgestellt wird. Das Halbzeug 11 liegt als Hohlkörper vor, sodass entsprechend in dem Halbzeug 11 eine Öffnung 15 ausgebildet ist. Erneut ist die Längsmittelachse 12 des Halbzeugs 11 dargestellt und auch bei dem zweiten Herstellungsverfahren entspricht diese der späteren Längsmittelachse 12 des Zellgehäuses 2. Das Halbzeug 11 weist eine Breite b1, eine Tiefe t1 und eine Höhe h1 auf. Die Öffnung verfügt wiederum über Abmessungen B1 und T1. Nach dem Bereitstellen des Halbzeugs 11 wird es auf bekannte Art und Weise während des zweiten Herstellungsschritts dem fertigungstechnischen Richten unterzogen. Dies ist in den zweiten Darstellungen von links illustriert. Nach dem Richten weist das Halbzeug 11 eine Höhe h2 auf, die kleiner ist als die Höhe h1. Gleichzeitig vergrößern sich die Breite und Tiefe des Halbzeugs, sodass t2 größer als t1 und b2 größer als b1 ist. Die Abmessungen der Öffnung 15 verkleinern sich, sodass also B2 kleiner ist als B1 und T2 kleiner als T1.The 3 shows a schematic representation of the cell housing 2 during its manufacture according to a second manufacturing method. In the top row, longitudinal sectional representations are again shown and in a lower row, cross-sectional representations. The two representations on the far left show a first manufacturing step in which the semi-finished product 11 is provided. The semi-finished product 11 is in the form of a hollow body, so that an opening 15 is formed in the semi-finished product 11. The longitudinal center axis 12 of the semi-finished product 11 is again shown and, in the second manufacturing method, this also corresponds to the later longitudinal center axis 12 of the cell housing 2. The semi-finished product 11 has a width b 1 , a depth t 1 and a height h 1 . The opening again has dimensions B 1 and T 1 . After the semi-finished product 11 has been provided, it is subjected to production-related straightening in a known manner during the second manufacturing step. This is illustrated in the second representations from the left. After straightening, the semi-finished product 11 has a height h 2 which is smaller than the height h 1 . At the same time, the width and depth of the semi-finished product increase so that t 2 is larger than t 1 and b 2 is larger than b 1 . The dimensions of the opening 15 decrease so that B 2 is smaller than B 1 and T 2 is smaller than T 1 .

Anschließend wird das Halbzeug 11 dem Massivumformen unterworfen, nämlich dem Fließpressen, wie in den beiden Darstellungen an zweiter Stelle von rechts gezeigt ist. Bei dem Massivumformen entsteht aus dem Halbzeug 11 wieder das Halbfabrikat 13 mit der Längsmittelachse 12. Hierzu gilt das bereits Gesagte. Es ist deutlich erkennbar, dass sich bei dem Massivumformen die Abmessungen der Öffnung 15 über einen Großteil der Erstreckung des Halbfabrikats 13 deutlich vergrößern. Im Bereich des Bodens 14 bleiben sie jedoch nahezu unverändert. In dem vierten Herstellungsschritt, gezeigt in den beiden Darstellungen ganz rechts, erfolgt erneut das trennende Bearbeiten des Halbfabrikats 13 zum Herstellen des Zellgehäuses 2. Hierbei wird insbesondere der Boden 14 entfernt.The semi-finished product 11 is then subjected to massive forming, namely extrusion, as shown in the two illustrations second from the right. During massive forming, the semi-finished product 11 is again transformed into the semi-finished product 13 with the longitudinal center axis 12. The above applies to this. It is clearly visible that during massive forming, the dimensions of the opening 15 increase significantly over a large part of the extent of the semi-finished product 13. In the area of the base 14, however, they remain almost unchanged. In the fourth production step, shown in the two illustrations on the far right, the semi-finished product 13 is again separated to produce placing the cell housing 2. In particular, the base 14 is removed.

Die 4 zeigt eine schematische Darstellung des Zellgehäuses 2 in einem Umformwerkzeug 16 während seines Herstellens. Das Umformwerkzeug 16 weist einen Stempel 17 sowie eine Matrizen 18 auf. Der Stempel 17 und die Matrize 18 werden während des Massivumformens gegeneinander verlagert, sodass das Halbzeug 11 komprimiert wird und ein Halbzeugmaterial, aus welchem das Halbzeug 11 besteht, durch einen zwischen dem Stempel 17 und der Matrize 18 verbleibenden Spalt 19 aus dem Umformwerkzeug 16 herausgepresst wird. Hierbei wird das Zellgehäuse 2 beziehungsweise das Halbfabrikat 13 ausgestaltet. Dargestellt ist hier lediglich ein Viertelschnitt des Umformwerkzeugs 16 und des Halbzeugs 11.The 4 shows a schematic representation of the cell housing 2 in a forming tool 16 during its manufacture. The forming tool 16 has a punch 17 and a die 18. The punch 17 and the die 18 are displaced against each other during the massive forming so that the semi-finished product 11 is compressed and a semi-finished material from which the semi-finished product 11 consists is pressed out of the forming tool 16 through a gap 19 remaining between the punch 17 and the die 18. The cell housing 2 or the semi-finished product 13 is designed here. Only a quarter section of the forming tool 16 and the semi-finished product 11 is shown here.

Die 5 zeigt eine erste schematische Detaildarstellung eines Bereichs des Zellgehäuses 2. Abgebildet sind insbesondere zwei der Wände 4, 5, 6 und 7, beispielsweise die Wände 4 und 6. Die Wände 4, 5, 6 und 7 fassen gemeinsam die endseitige Öffnung 8 ein. Es ist erkennbar, dass in den Wänden 4, 5, 6 und 7 jeweils eine Stufung 20 hergestellt ist, sodass sich der Innenraum 3 in Richtung der Öffnung 8 vergrößert. Eine solche Stufung 20 ist vorzugsweise für jede der Öffnungen 8 in dem Zellgehäuse 2 ausgestaltet. Entsprechend weist der Innenraum 3 im Querschnitt gesehen im Bereich der Öffnungen 8 jeweils größere Abmessungen auf als abseits der Öffnungen 8, beispielsweise als in Richtung der Längsmittelachse des Zellgehäuses 2 gesehen mittig. Die Stufung 20 ist derart ausgestaltet, dass die Gehäusedeckel 9 nach ihrem Anordnen an dem Zellgehäuse 2 beziehungsweise in den Öffnungen 9 sich an ihr abstützen und entsprechend in einer definierten Position vorliegen. Nachfolgend können die Gehäusedeckel 9 problemlos an dem Zellgehäuse 2 befestigt werden, insbesondere stoffschlüssig, beispielsweise durch Schweißen, besonders bevorzugt durch Laserschweißen. Es kann zudem vorgesehen sein, dass zwischen der Stufung 20 und dem jeweiligen Gehäusedeckel 9 eine Dichtung aus einem elastischen Material angeordnet ist, insbesondere klemmend gehalten ist, um eine noch bessere Dichtheit des Zellgehäuses 2 zu erzielen.The 5 shows a first schematic detailed representation of an area of the cell housing 2. In particular, two of the walls 4, 5, 6 and 7 are shown, for example the walls 4 and 6. The walls 4, 5, 6 and 7 together enclose the end opening 8. It can be seen that a step 20 is made in each of the walls 4, 5, 6 and 7, so that the interior 3 increases in the direction of the opening 8. Such a step 20 is preferably designed for each of the openings 8 in the cell housing 2. Accordingly, the interior 3, seen in cross section, has larger dimensions in the area of the openings 8 than away from the openings 8, for example in the middle as seen in the direction of the longitudinal center axis of the cell housing 2. The step 20 is designed in such a way that the housing covers 9, after being arranged on the cell housing 2 or in the openings 9, are supported on it and are accordingly in a defined position. The housing covers 9 can then be easily attached to the cell housing 2, in particular in a material-locking manner, for example by welding, particularly preferably by laser welding. It can also be provided that a seal made of an elastic material is arranged between the step 20 and the respective housing cover 9, in particular is held in place by clamping, in order to achieve an even better seal of the cell housing 2.

Die 6 zeigt eine zweite schematische Darstellung eines Bereichs des Zellgehäuses 2, genauer gesagt der Wand 6. In dieser ist die Ventilöffnung 10 ausgestaltet, vorzugsweise in einem Bereich der Wand 6, in welcher diese eine verringerte Wandstärke aufweist. Die Ventilöffnung 10 ist hierzu in einem Ventilbereich 21 hergestellt, in welchem auf einer Außenseite der Wand 6 eine Vertiefung hergestellt ist. In dem Ventilbereich 21 ist insoweit die Wandstärke der Wand 6 gegenüber abseits des Ventilbereichs 21 liegenden Bereichen der Wand 6 verringert. Der Ventilbereich 21 wird von einem Rand 22 umlaufend eingefasst, an welchem die Wandstärke sich beispielsweise sprungartig verringert. Die Ventilöffnung 10 liegt derart in dem Ventilbereich 21 vor, dass sie allseitig beabstandet von dem Rand 32 angeordnet ist, insbesondere liegt sie mittig in dem Ventilbereich 21 vor. Zusätzlich oder alternativ ist in der Wand 6 eine Entlüftungs- und/oder Befüllöffnung 23 hergestellt. Diese dient einem Entlüften und/oder einem Befüllen des Zellgehäuses 2, insbesondere einem Entlüften während eines Einbringens eines Elektrolyt in das Zellgehäuse 2 und/oder einem Befüllen mit dem Elektrolyten.The 6 shows a second schematic representation of an area of the cell housing 2, more precisely the wall 6. The valve opening 10 is designed in this, preferably in an area of the wall 6 in which it has a reduced wall thickness. The valve opening 10 is made for this purpose in a valve area 21 in which a recess is made on an outer side of the wall 6. In the valve area 21, the wall thickness of the wall 6 is reduced compared to areas of the wall 6 located away from the valve area 21. The valve area 21 is surrounded by an edge 22 at which the wall thickness decreases suddenly, for example. The valve opening 10 is located in the valve area 21 in such a way that it is arranged at a distance from the edge 32 on all sides, in particular it is located in the middle of the valve area 21. Additionally or alternatively, a venting and/or filling opening 23 is made in the wall 6. This serves for venting and/or filling the cell housing 2, in particular for venting during introduction of an electrolyte into the cell housing 2 and/or filling with the electrolyte.

Die 7 zeigt eine dritte schematische Detaildarstellung eines Bereichs des Zellgehäuses 2, wiederum der Wand 6. Dargestellt ist ein Berstventil 24, welches von der Wand 6 selbst gebildet ist. Hierzu ist in der Wand 6, genauer gesagt in dem Ventilbereich 21, eine Prägung 25 hergestellt. The 7 shows a third schematic detailed representation of an area of the cell housing 2, again the wall 6. A burst valve 24 is shown, which is formed by the wall 6 itself. For this purpose, an embossing 25 is made in the wall 6, more precisely in the valve area 21.

Die Prägung 25 ist hierbei derart ausgestaltet, dass das Berstventil 24 bei einem Erreichen oder Überschreiten eines Berstdrucks in dem Zellgehäuse 2 öffnet, damit der in dem Zellgehäuse 2 vorliegende Überdruck in Richtung einer Außenumgebung abgebaut wird.The embossing 25 is designed in such a way that the bursting valve 24 opens when a bursting pressure in the cell housing 2 is reached or exceeded, so that the excess pressure present in the cell housing 2 is reduced in the direction of an external environment.

Die 8 zeigt eine vierte schematische Detaildarstellung eines Bereichs des Zellgehäuses 2. Dargestellt sind hierbei die Wände 4, 5 und 6. In wenigstens einer der Wände 4, 5, 6 und 7, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in der Wand 6, sind ein oder mehrere Rücksprünge 26 hergestellt, welche sich über eine gesamte Länge des Zellgehäuses 2 erstrecken. Die Rücksprünge 26 werden insbesondere bei dem Massivumformen mit ausgebildet.The 8th shows a fourth schematic detailed representation of an area of the cell housing 2. The walls 4, 5 and 6 are shown here. In at least one of the walls 4, 5, 6 and 7, in the illustrated embodiment in the wall 6, one or more recesses 26 are produced, which extend over an entire length of the cell housing 2. The recesses 26 are formed in particular during the massive forming.

Die 9 zeigt eine fünfte schematische Detaildarstellung eines Bereichs des Zellgehäuses 2, genauer gesagt der Wände 4, 5 und 6. Erneut ist erkennbar, dass die Wand 6 von einem Rücksprung 26 durchzogen ist, welche in dem hier gezeigten Beispiel den Ventilbereich 21 ausbildet. In dem Ventilbereich 21 ist wiederum die Ventilöffnung 10 hergestellt, die mit einer Ventilfolie 27 zum Ausbilden des Berstventils 24 verschlossen ist.The 9 shows a fifth schematic detailed representation of an area of the cell housing 2, more precisely the walls 4, 5 and 6. Again, it can be seen that the wall 6 is traversed by a recess 26, which in the example shown here forms the valve area 21. In the valve area 21, the valve opening 10 is again produced, which is closed with a valve film 27 to form the burst valve 24.

Die 10 zeigt eine schematische Darstellung einer Zellgehäuseanordnung 28, welche zusätzlich zu dem Zellgehäuse 2 ein weiteres Zellgehäuse 29 aufweist. Die Zellgehäuse 2 und 29 weisen auf ihren jeweiligen Wänden Vorsprünge 30 auf, zwischen welchen Zwischenräume 31 vorliegen. Die Zellgehäuse 2 und 29 sind derart angeordnet, dass die Vorsprünge 30 eines der Zellgehäuse 2 und 29 in die Zwischenräume 31 des jeweils anderen der Zellgehäuse 2 und 29 eingreifen. Hierdurch ist eine formschlüssige Verbindung zwischen den Zellgehäusen 2 und 29 geschaffen.The 10 shows a schematic representation of a cell housing arrangement 28, which in addition to the cell housing 2 has a further cell housing 29. The cell housings 2 and 29 have projections 30 on their respective walls, between which there are gaps 31. The cell housings 2 and 29 are arranged in such a way that the projections 30 of one of the cell housings 2 and 29 engage in the gaps 31 of the other of the cell housings 2 and 29. This enables a form A coherent connection is created between the cell housings 2 and 29.

Dargestellt ist ebenfalls eine alternative Anordnung der Zellgehäuse 2 und 29 der Zellgehäuseanordnung 28. Gemäß dieser treffen die Vorsprünge 30 der Zellgehäuse 2 und 29 aufeinander, sodass die zwischen ihnen vorliegenden Zwischenräume 31 gemeinsam Hohlräume 32 bilden, welche beispielsweise als Kühlkanäle genutzt werden oder welche mit einem Wärmeleitmittel gefüllt sind.Also shown is an alternative arrangement of the cell housings 2 and 29 of the cell housing arrangement 28. According to this, the projections 30 of the cell housings 2 and 29 meet one another, so that the gaps 31 between them together form cavities 32, which are used, for example, as cooling channels or which are filled with a heat conducting agent.

Die 11 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Details des Zellgehäuses 2, wobei von den Wänden 4 und 6 auf ihrer dem Innenraum 3 zugewandten Seite Vorsprünge 33 ausgehen, welche bei dem Massivumformen mit ausgebildet werden. Zwischen den Vorsprüngen 33 liegt eine Ausnehmung 34 vor, in welche ein Befestigungsmittel 35 eines Anbauteils 36 formschlüssig eingreift. Freie Enden der Vorsprünge 33 begrenzen eine Mündungsöffnung 37 der Ausnehmung 34 in Richtung des Innenraums 3, welche kleinere Abmessungen aufweist als die Ausnehmung 34. Ein Formschlussbereich 38 des Befestigungsmittels 35 ist derart ausgestaltet, dass es nach seiner Anordnung in der Ausnehmung 34 nicht durch die Mündungsöffnung 37 aus der Ausnehmung 34 in Richtung des Innenraums 3 Herausgelangen kann. Hierdurch ist das Anbauteil 36 zuverlässig an beziehungsweise in dem Zellgehäuse 2 gehalten.The 11 shows a schematic representation of a first detail of the cell housing 2, wherein projections 33 extend from the walls 4 and 6 on their side facing the interior 3, which projections are formed during the solid forming process. Between the projections 33 there is a recess 34, into which a fastening means 35 of an attachment 36 engages in a form-fitting manner. Free ends of the projections 33 delimit a mouth opening 37 of the recess 34 in the direction of the interior 3, which has smaller dimensions than the recess 34. A form-fitting region 38 of the fastening means 35 is designed in such a way that after it has been arranged in the recess 34, it cannot come out of the recess 34 in the direction of the interior 3 through the mouth opening 37. As a result, the attachment 36 is reliably held on or in the cell housing 2.

Die 12 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Details des Zellgehäuses 2 in unterschiedlichen Varianten. Links ist eine erste Variante und rechts eine zweite Variante gezeigt. Rein beispielhaft ist die Wand 6 dargestellt, die die Ausführungen sind jedoch zusätzlich oder analog analog jeweils für jede der anderen Wände 4, 5 und 7 heranziehbar. In beiden Varianten liegen jeweils mehrere Vorsprünge 39 vor, die auf einer Außenseite oder einen Innenseite der jeweiligen Wand angeordnet sein können. Die Vorsprünge 39 setzen sich im Querschnitt gesehen jeweils aus einem ersten Schenkel 40 und einem zweiten Schenkel 41 zusammen. Die ersten Schenkel 40 sind jeweils gegenüber der Wand 6 angewinkelt, insbesondere stehen sie senkrecht auf ihr.The 12 shows a schematic representation of a second detail of the cell housing 2 in different variants. A first variant is shown on the left and a second variant on the right. The wall 6 is shown purely as an example, but the designs can be used additionally or analogously for each of the other walls 4, 5 and 7. In both variants there are several projections 39 which can be arranged on an outside or an inside of the respective wall. The projections 39 are each made up of a first leg 40 and a second leg 41 when viewed in cross section. The first legs 40 are each angled relative to the wall 6, in particular they are perpendicular to it.

Die zweiten Schenkel 41 sind hingegen jeweils beabstandet von der Wand 6 angeordnet und gegenüber dem ersten Schenkel 40 angewinkelt. Vorzugweise verlaufen die zweiten Schenkel 41 parallel zu der Wand 6. In der links dargestellten ersten Variante steht der zweite Schenkel 41 beidseitig über den ersten Schenkel 40 über, sodass die Vorsprünge 39 insgesamt T-förmig sind. In der rechts dargestellten zweiten Variante steht der zweite Schenkel 41 hingegen lediglich einseitig über den ersten Schenkel 40 über, sodass eine L-Form der Vorsprünge 39 vorliegt. Die Vorsprünge 39 können - wie bereits erläutert - zum formschlüssigen Befestigen eines Anbauteils 36 an dem Zellgehäuse 2 dienen. Hierzu nehmen bevorzugt jeweils zwei der Vorsprünge 39 eine Ausnehmung 42 zwischen sich auf, in welche das Anbauteil 36 oder ein Befestigungsmittel für das Anbauteil 36 formschlüssig eingreift.The second legs 41, however, are each arranged at a distance from the wall 6 and are angled relative to the first leg 40. The second legs 41 preferably run parallel to the wall 6. In the first variant shown on the left, the second leg 41 protrudes over the first leg 40 on both sides, so that the projections 39 are T-shaped overall. In the second variant shown on the right, however, the second leg 41 only protrudes over the first leg 40 on one side, so that the projections 39 are L-shaped. The projections 39 can - as already explained - serve to positively fasten an attachment 36 to the cell housing 2. For this purpose, two of the projections 39 preferably each accommodate a recess 42 between them, in which the attachment 36 or a fastening means for the attachment 36 engages in a positively locking manner.

BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE SYMBOLS

11
BatteriezelleBattery cell
22
ZellgehäuseCell housing
33
Innenrauminner space
44
WandWall
55
WandWall
66
WandWall
77
WandWall
88th
Öffnungopening
99
GehäusedeckelHousing cover
1010
VentilöffnungValve opening
1111
HalbzeugWorkpiece
1212
LängsmittelachseLongitudinal center axis
1313
HalbfabrikatSemi-finished product
1414
BodenFloor
1515
Öffnungopening
1616
UmformwerkzeugForming tool
1717
StempelRubber stamp
1818
Matrizedie
1919
Spaltgap
2020
StufungGrading
2121
VentilbereichValve area
2222
Randedge
2323
Entlüftungs- oder BefüllöffnungVent or filling opening
2424
BerstventilBurst valve
2525
PrägungEmbossing
2626
RücksprungReturn
2727
VentilfolieValve foil
2828
ZellgehäuseanordnungCell housing arrangement
2929
ZellgehäuseCell housing
3030
Vorsprunghead Start
3131
ZwischenraumSpace
3232
Hohlraumcavity
3333
Vorsprunghead Start
3434
AusnehmungRecess
3535
BefestigungsmittelFasteners
3636
AnbauteilAttachment
3737
MündungsöffnungMuzzle opening
3838
FormschlussbereichForm-fitting area
3939
Vorsprunghead Start
4040
1. Schenkel1. Leg
4141
2. Schenkel2. Leg
4242
AusnehmungRecess

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 20190393456 A1 [0002]US 20190393456 A1 [0002]
  • DE 102020105607 B3 [0003]DE 102020105607 B3 [0003]

Claims (15)

Verfahren zum Herstellen eines Zellgehäuses (2, 29) für eine prismatische Batteriezelle (1) einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs, wobei das Zellgehäuse (2, 29) einen umlaufend von Wänden (4, 5, 6, 7) eingefassten Innenraum (3) und auf gegenüberliegenden Seiten mittels Gehäusedeckeln (9) verschließbare Öffnungen (8) aufweist und durch Massivumformen eines Halbzeugs (11) hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Massivumformen fertigungstechnisch durch Fließpressen und/oder Durchziehen erfolgt.Method for producing a cell housing (2, 29) for a prismatic battery cell (1) of a traction battery of a motor vehicle, wherein the cell housing (2, 29) has an interior space (3) surrounded by walls (4, 5, 6, 7) and openings (8) on opposite sides that can be closed by means of housing covers (9) and is produced by massive forming of a semi-finished product (11), characterized in that the massive forming is carried out in terms of production technology by extrusion and/or drawing. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Halbzeug (11) ein Massivkörper verwendet wird, sodass bei dem Massivumformen ein mit dem Zellgehäuse (2, 29) einstückig verbundener Boden (14) ausgebildet wird, der nach dem Massivumformen von dem Zellgehäuse (2, 29) durch fertigungstechnisches Trennen separiert wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that a solid body is used as the semi-finished product (11), so that during the solid forming a base (14) is formed which is integrally connected to the cell housing (2, 29), which is separated from the cell housing (2, 29) by manufacturing separation after the solid forming. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Herstellen des Zellgehäuses (2, 29) ein Stempel (17) und/oder eine Matrize (18) verwendet werden, der/die auf einer dem Boden (14) zugewandten Seite zur Ausbildung einer Gehäusedeckelstruktur an dem Boden (14) ausgestaltet sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the production of the cell housing (2, 29) a stamp (17) and/or a die (18) are used, which are designed on a side facing the base (14) to form a housing cover structure on the base (14). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Halbzeug (11) ein Hohlkörper verwendet wird, sodass die Öffnungen (8) bei dem Massivumformen mit ausgebildet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a hollow body is used as the semi-finished product (11), so that the openings (8) are formed during the solid forming process. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbzeug (11) vor dem Massivumformen einem fertigungstechnischen Richten unterzogen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the semi-finished product (11) is subjected to production-related straightening before the massive forming. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste der Wände (4, 5, 6, 7) bei dem Massivumformen mit einer anderen Wandstärke ausgebildet wird als eine zweite der Wände (4, 5, 6, 7).Method according to one of the preceding claims, characterized in that a first of the walls (4, 5, 6, 7) is formed with a different wall thickness than a second of the walls (4, 5, 6, 7) during the massive forming. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Herstellen des Zellgehäuses (2, 29) eine der Wände (4, 5, 6, 7) zum Bereitstellen eines Berstventils (24) in einem Ventilbereich (21) mit einer geringeren Wandstärke ausgebildet wird als abseits des Ventilbereichs (21).Method according to one of the preceding claims, characterized in that during the manufacture of the cell housing (2, 29), one of the walls (4, 5, 6, 7) for providing a bursting valve (24) in a valve region (21) is formed with a smaller wall thickness than away from the valve region (21). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zellgehäuse (2, 29) in dem Ventilbereich (21) zum Einstellen eines bestimmten Berstdrucks mit einer Prägung (25) versehen wird, sodass das Berstventil (24) von dem Zellgehäuse (2, 29) selbst gebildet ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the cell housing (2, 29) is provided with an embossing (25) in the valve region (21) for setting a specific bursting pressure, so that the bursting valve (24) is formed by the cell housing (2, 29) itself. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zellgehäuse (2, 29) eine Ventilöffnung (10) hergestellt und in der Ventilöffnung (10) ein Berstventil (24) angeordnet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a valve opening (10) is produced in the cell housing (2, 29) and a bursting valve (24) is arranged in the valve opening (10). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Massivumformen auf der Außenseite und/oder der Innenseite wenigstens eine der Wände (4, 5, 6, 7) ein sich in einer Richtung über das gesamte Zellgehäuse (2, 29) erstreckender Rücksprung (26) oder ein sich in der Richtung über das gesamte Zellgehäuse (2, 29) erstreckender Vorsprung (30, 33, 39) ausgebildet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that during the massive forming on the outside and/or the inside of at least one of the walls (4, 5, 6, 7) a recess (26) extending in one direction over the entire cell housing (2, 29) or a projection (30, 33, 39) extending in the direction over the entire cell housing (2, 29) is formed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatur des Halbzeugs (11) vor dem Massivumformen auf eine definierte Ausgangstemperatur eingestellt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a temperature of the semi-finished product (11) is set to a defined initial temperature before the massive forming. Verfahren zum Herstellen einer Zellgehäuseanordnung (28) für eine Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs, mit mehreren Zellgehäusen (2, 29) für prismatische Batteriezellen, insbesondere jeweils hergestellt gemäß dem Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes der Zellgehäuse (2, 29) einen umlaufend von Wänden (4, 5, 6, 7) eingefassten Innenraum (3) und auf gegenüberliegenden Seiten mittels Gehäusedeckeln (9) verschließbare Öffnungen (8) aufweist und durch Massivumformen eines Halbzeugs (11) hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Massivumformen fertigungstechnisch durch Fließpressen und/oder Durchziehen erfolgt.Method for producing a cell housing arrangement (28) for a traction battery of a motor vehicle, with a plurality of cell housings (2, 29) for prismatic battery cells, in particular each manufactured according to the method according to one or more of the preceding claims, wherein each of the cell housings (2, 29) has an interior space (3) enclosed all around by walls (4, 5, 6, 7) and openings (8) on opposite sides which can be closed by means of housing covers (9) and is manufactured by massive forming of a semi-finished product (11), characterized in that the massive forming is carried out in terms of production technology by extrusion and/or pulling. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellgehäuse (2, 29) derart angeordnet werden, dass Vorsprünge (30, 33, 39) von aneinander angrenzenden der Wände (4, 5, 6, 7) zwischeneinander eingreifen, und/oder dass die Vorsprünge (30, 3 30, 39) der aneinander angrenzenden Wände (4, 5, 6, 7) aufeinandertreffen, sodass zwischen den Vorsprüngen (30, 33, 39) Hohlräume (32) gebildet sind.Procedure according to Claim 12 , characterized in that the cell housings (2, 29) are arranged such that projections (30, 33, 39) of adjacent walls (4, 5, 6, 7) engage between one another, and/or that the projections (30, 3 30, 39) of the adjacent walls (4, 5, 6, 7) meet one another, so that cavities (32) are formed between the projections (30, 33, 39). Zellgehäuse (2, 29) für eine prismatische Batteriezelle (1) einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs, insbesondere hergestellt nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Zellgehäuse (2, 29) einen umlaufend von Wänden (4, 5, 6, 7) eingefassten Innenraum (3) und auf gegenüberliegenden Seiten mittels Gehäusedeckeln (9) verschließbare Öffnungen (8) aufweist und durch Massivumformen eines Halbzeugs (11) hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Massivumformen fertigungstechnisch durch Fließpressen und/oder Durchziehen erfolgt.Cell housing (2, 29) for a prismatic battery cell (1) of a traction battery of a motor vehicle, in particular manufactured according to one or more of the Claims 1 until 11 , wherein the cell housing (2, 29) has an interior space (3) surrounded by walls (4, 5, 6, 7) and openings (8) on opposite sides which can be closed by means of housing covers (9) and is produced by massive forming of a semi-finished product (11) is characterized in that the massive forming is carried out by extrusion and/or drawing. Zellgehäuseanordnung (28) für eine Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs, insbesondere hergestellt nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 und 13, mit mehreren Zellgehäusen (2, 29) für prismatische Batteriezellen (1), insbesondere jeweils hergestellt gemäß dem Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, wobei jedes der Zellgehäuse (2, 29) einen umlaufend von Wänden (4, 5, 6, 7) eingefassten Innenraum (3) und auf gegenüberliegenden Seiten mittels Gehäusedeckeln (9) verschließbare Öffnungen (8) aufweist und durch Massivumformen eines Halbzeugs (11) hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Massivumformen fertigungstechnisch durch Fließpressen und/oder Durchziehen erfolgt.Cell housing arrangement (28) for a traction battery of a motor vehicle, in particular manufactured according to one or more of the Claims 12 and 13 , with several cell housings (2, 29) for prismatic battery cells (1), in particular each manufactured according to the method according to one or more of the Claims 1 until 12 , wherein each of the cell housings (2, 29) has an interior space (3) surrounded by walls (4, 5, 6, 7) and openings (8) on opposite sides which can be closed by means of housing covers (9) and is produced by massive forming of a semi-finished product (11), characterized in that the massive forming is carried out in terms of production technology by extrusion and/or drawing.
DE102022212333.6A 2022-11-18 2022-11-18 Method for producing a cell housing for a prismatic battery cell of a traction battery of a motor vehicle, method for producing a cell housing arrangement and cell housing and cell housing arrangement Pending DE102022212333A1 (en)

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