FR2995730B1 - BATTERY MODULE - Google Patents

BATTERY MODULE Download PDF

Info

Publication number
FR2995730B1
FR2995730B1 FR1358546A FR1358546A FR2995730B1 FR 2995730 B1 FR2995730 B1 FR 2995730B1 FR 1358546 A FR1358546 A FR 1358546A FR 1358546 A FR1358546 A FR 1358546A FR 2995730 B1 FR2995730 B1 FR 2995730B1
Authority
FR
France
Prior art keywords
battery
connecting element
cell
battery module
welding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
FR1358546A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR2995730A1 (en
Inventor
Sonja Dudziak
Godehard Schmitz
Claudia Speidel
Christof Kobler
Reiner Ramsayer
Jens Koenig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of FR2995730A1 publication Critical patent/FR2995730A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2995730B1 publication Critical patent/FR2995730B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K10/00Welding or cutting by means of a plasma
    • B23K10/02Plasma welding
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/514Methods for interconnecting adjacent batteries or cells
    • H01M50/516Methods for interconnecting adjacent batteries or cells by welding, soldering or brazing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/06Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of high energy impulses, e.g. magnetic energy
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/22Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded
    • B23K20/233Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded without ferrous layer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/21Bonding by welding
    • B23K26/24Seam welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36Electric or electronic devices
    • B23K2101/38Conductors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08Non-ferrous metals or alloys
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/10Aluminium or alloys thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/12Copper or alloys thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/521Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the material
    • H01M50/522Inorganic material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

Module de batteries (1) comportant une première cellule (3) et une seconde cellule (5) ainsi qu'un élément de liaison (15). L'élément de liaison (15) relie électriquement la première cellule (3) à la seconde cellule (5) en étant relié à l'une des cellules par une soudure à recouvrement (17).Battery module (1) comprising a first cell (3) and a second cell (5) and a connecting element (15). The connecting element (15) electrically connects the first cell (3) to the second cell (5) by being connected to one of the cells by a lap weld (17).

Description

Domaine de l’inventionField of the invention

La présente invention se rapporte à un module de batteries comportant une première cellule, une seconde cellule et un élément de liaison reliant électriquement la première cellule à la seconde cellule.The present invention relates to a battery module comprising a first cell, a second cell and a connecting element electrically connecting the first cell to the second cell.

Etat de la techniqueState of the art

Les cellules de batterie s’assemblent en modules de batteries pour fournir plus d’énergie. Plusieurs modules de batteries peuvent en outre être réunis en un paquet de batteries encore appelé système de batteries. Les cellules de batterie d’un module de batteries sont ainsi reliées électriquement par un organe de liaison de cellule.Battery cells are assembled into battery modules to provide more power. Several battery modules can also be combined into a battery pack, also called a battery system. The battery cells of a battery module are thus electrically connected by a cell connecting member.

Les organes de liaison connus ont un perçage au niveau de chaque point de contact avec une cellule de batterie. Les points de contact des cellules de batterie ont chacun une broche traversant le perçage de l’organe de liaison de batterie. La broche peut avoir un filetage ou être réalisée sans filetage. Habituellement, la broche est vissée à l’organe de liaison de cellule ; plus récemment, on soude les broches dans les perçages.Known connecting members have a bore at each point of contact with a battery cell. The contact points of the battery cells each have a pin through the piercing of the battery connecting member. The spindle can have a thread or be made without threading. Usually, the pin is screwed to the cell connecting member; more recently, we weld the pins in the holes.

Le soudage se fait suivant une géométrie de chant et doit correspondre ainsi à des exigences très strictes concernant le niveau de précision du positionnement, par exemple du faisceau laser par rapport au point d’assemblage. En outre, à la fois la broche au niveau du point de contact avec la cellule de batterie et aussi le perçage dans l’organe de liaison de cellule doivent être réalisés avec une grande précision, ce qui correspond à un coût élevé. A la fabrication du module de batteries, il faut en partie positionner manuellement le perçage sur la broche et le cas échéant marteler la broche, ce qui se traduit par des travaux supplémentaires et ainsi un coût supplémentaire.The welding is done according to a singing geometry and must thus correspond to very strict requirements concerning the level of precision of the positioning, for example of the laser beam with respect to the point of assembly. In addition, both the pin at the point of contact with the battery cell and also the piercing in the cell connecting member must be made with great precision, which corresponds to a high cost. In the manufacture of the battery module, it is partly necessary to position the hole on the spindle manually and if necessary to hammer the spindle, which results in additional work and thus an additional cost.

But de l’inventionPurpose of the invention

Vis-à-vis de cet état de la technique, la présente invention se propose d’améliorer le procédé de fabrication d’un module de batteries et notamment de réaliser une fabrication plus économique du module de batteries.With respect to this state of the art, the present invention proposes to improve the method of manufacturing a battery module and in particular to achieve a more economical manufacture of the battery module.

Exposé et avantages de l’invention A cet effet, l’invention a pour objet un module de batteries du type défini ci-dessus caractérisé en ce que l’élément de liaison est relié par une soudure à recouvrement à au moins l’une des cellules de batterie.DESCRIPTION AND ADVANTAGES OF THE INVENTION For this purpose, the subject of the invention is a battery module of the type defined above, characterized in that the connecting element is connected by a lap weld to at least one of the battery cells.

Ainsi, l’invention a pour objet un module de batteries ayant une première et une seconde cellule ainsi qu’un élément de liaison qui relie électriquement et thermiquement la première cellule de batterie à la seconde cellule. L’élément de liaison est relié à au moins l’une des cellules de batterie par une soudure à recouvrement.Thus, the invention relates to a battery module having a first and a second cell and a connecting element that electrically and thermally connects the first battery cell to the second cell. The connecting element is connected to at least one of the battery cells by a lap weld.

En d’autres termes, l’idée de l’invention consiste à supprimer la broche du point de contact de la cellule de batterie et du perçage de l’élément de liaison et de souder directement l’élément de liaison au point de contact de la cellule de batterie. Il s’agit d’une liaison par la matière entre la cellule de batterie et l’élément de liaison et notamment entre le point de contact de la cellule de batterie et l’élément de liaison qui sont soudés directement par une soudure à recouvrement sans nécessiter d’autres composants.In other words, the idea of the invention is to remove the pin from the point of contact of the battery cell and the piercing of the connecting element and to directly weld the connecting element to the contact point of the battery cell. This is a connection by the material between the battery cell and the connecting element and in particular between the point of contact of the battery cell and the connecting element which are directly welded by a lap weld without require other components.

Comme on évite la broche et la nécessité d’introduire la broche dans le perçage de l’élément de liaison, cela réduit les étapes du procédé de fabrication d’un module de batteries. En outre, il suffit d’une précision moindre pour assembler les cellules de batterie à l’élément de liaison. Cela permet de réduire considérablement le travail nécessaire à la fabrication du module de batteries tout en ayant la même qualité. Le cas échéant, on peut automatiser des parties du procédé de fabrication ou l’ensemble du procédé de fabrication.As the pin is avoided and the need to introduce the pin into the piercing of the connecting element, this reduces the steps of the method of manufacturing a battery module. In addition, only a lower precision is needed to assemble the battery cells to the connecting element. This significantly reduces the work required to manufacture the battery module while having the same quality. Where appropriate, parts of the manufacturing process or the entire manufacturing process can be automated.

Le module de batteries peut s’appliquer par exemple à des véhicules électriques ou hybrides. En outre, le module de batteries selon l’invention peut s’utiliser par exemple dans des immeubles en combinaison avec des panneaux solaires.The battery module can be applied for example to electric or hybrid vehicles. In addition, the battery module according to the invention can be used for example in buildings in combination with solar panels.

Un module de batteries comporte au moins une première et une seconde cellules de batterie. En particulier, plusieurs cellules de batterie peuvent être assemblées dans un module de batteries. Par exemple un module de batteries peut comporter entre cinq et treize cellules de batterie.A battery module has at least first and second battery cells. In particular, several battery cells can be assembled in a battery module. For example, a battery module may have between five and thirteen battery cells.

Les cellules de batterie sont par exemple des batteries lithium-ion. En outre, les cellules de batterie peuvent également être réalisées comme des accumulateurs au plomb, des accumulateurs nickel- hydrogène ou nickel-fer, comme accu-lithium-manganèse, lithium-titane ou lithium-souffre.The battery cells are for example lithium-ion batteries. In addition, the battery cells can also be made as lead accumulators, nickel-hydrogen or nickel-iron accumulators, such as lithium-manganese, lithium-titanium or lithium-sulfur batteries.

Les cellules d’un module de batteries sont pressées l’une contre l’autre par un élément de serrage, ce qui influence positivement la durée de vie des cellules de batterie.The cells of a battery module are pressed against one another by a clamping element, which positively influences the life of the battery cells.

En outre, les cellules de batterie sont reliées électriquement par un ou plusieurs éléments de liaison. L’élément de liaison peut également s’appeler organe de liaison de batterie. Un élément de liaison peut relier électriquement deux cellules de batterie. En outre, un unique élément ou organe de liaison peut relier électriquement toutes les cellules d’un module de batteries. En variante, un module de batteries comporte plusieurs éléments de liaison. L’élément de liaison peut en outre être relié à la sortie du module de batteries et relier ainsi plusieurs modules de batteries. En variante, un élément de liaison peut être relié à une unité de sécurité ou un shunt. En outre, un élément de liaison peut être relié à un rail élastique. L’élément de liaison peut également être relié directement ou indirectement à un utilisateur tel que par exemple un moteur électrique. L’élément de liaison peut être souple pour compenser par exemple les tolérances telles que les différences de hauteur entre les différentes cellules de batterie. L’élément de liaison est relié par une liaison par la matière par une soudure à recouvrement à au moins l’une des cellules de batterie. De façon préférentielle, l’élément de liaison est relié à chaque cellule de batterie c'est-à-dire à la première cellule, à la seconde cellule et le cas échéant à d’autres cellules de batterie par un soudage à recouvrement.In addition, the battery cells are electrically connected by one or more connecting elements. The link element may also be called a battery link. A link member can electrically connect two battery cells. In addition, a single element or connecting member can electrically connect all the cells of a battery module. Alternatively, a battery module has a plurality of connecting elements. The link element can also be connected to the output of the battery module and thus connect several battery modules. Alternatively, a link member may be connected to a security unit or shunt. In addition, a connecting element can be connected to an elastic rail. The connecting element can also be connected directly or indirectly to a user such as for example an electric motor. The connecting element may be flexible to compensate for such tolerances as differences in height between different battery cells. The connecting element is connected by a material connection by a lap weld to at least one of the battery cells. Preferably, the connecting element is connected to each battery cell, that is to say to the first cell, to the second cell and possibly to other battery cells by lap welding.

Un soudage à recouvrement est un soudage direct à travers l’élément de liaison sur un point de contact de la cellule de batterie. Le soudage à recouvrement est également appelé soudage traversant. L’expression « soudage à recouvrement » chevauche la géométrie du point d’assemblage ou la juxtaposition. Le soudage à recouvrement est par exemple un soudage par résistance, en surface. Les composants assemblés, c'est-à-dire les points de contact des cellules de batterie et l’élément de liaison se chevauchent. En outre, les compo sants assemblés sont pressés l’un contre l’autre pendant la phase de soudage pour avoir ainsi le contact optimum des composants assemblés sur toute la surface de soudage et améliorer la liaison par la matière.Overlap welding is direct welding through the connecting element at a point of contact of the battery cell. Overlap welding is also called through welding. The term "lap welding" overlaps the geometry of the assembly point or the juxtaposition. The overlap welding is for example resistance welding, surface. The assembled components, i.e. the contact points of the battery cells and the connecting element overlap. In addition, the assembled components are pressed against each other during the welding phase to thereby have the optimum contact of the assembled components over the entire welding surface and improve bonding by the material.

Selon un développement de l’invention, le soudage à recouvrement réalise une soudure à clin. La soudure à clin est une soudure dans laquelle le cordon de soudure est appliqué le long d’une arête en forme de coin des pièces à relier. Le profil de base d’une soudure à clin ou du cordon de soudure est un triangle rectangle isocèle. La base de ce triangle correspond par exemple à la surface du point de contact de la batterie pour la liaison par la matière. Le second côté de ce triangle est relié au côté supérieur de l’élément de liaison par une liaison par la matière.According to a development of the invention, the lap welding performs a clap-welding. Clamp welding is a weld in which the weld bead is applied along a wedge-shaped edge of the workpieces to be bonded. The basic profile of a weld seam or weld seam is an isosceles right triangle. The base of this triangle corresponds for example to the surface of the point of contact of the battery for the connection by the material. The second side of this triangle is connected to the upper side of the connecting element by a connection by the material.

Selon un autre développement de l’invention, la première cellule de batterie a un premier point de contact et un second point de contact. La seconde cellule de batterie a également un premier point de contact et un second point de contact. L’élément de liaison relie le premier point de contact de la première cellule de batterie, électriquement au second point de contact de la seconde cellule de batterie.According to another development of the invention, the first battery cell has a first point of contact and a second point of contact. The second battery cell also has a first point of contact and a second point of contact. The connecting element connects the first contact point of the first battery cell electrically to the second contact point of the second battery cell.

Le premier point de contact est également appelé première surface de contact et le second point de contact est appelé seconde surface de contact. La première surface de contact et la seconde surface de contact sont également les pôles de la cellule de batterie et en particulier chaque fois le pôle plus et le pôle moins.The first point of contact is also called the first contact area and the second point of contact is called the second contact area. The first contact surface and the second contact surface are also the poles of the battery cell and in particular each the plus pole and the minus pole.

Selon un autre développement de l’invention, le premier point de contact de la première cellule de batterie et le second point de contact de la seconde cellule de batterie sont plats, ce qui permet le soudage à recouvrement.According to another development of the invention, the first point of contact of the first battery cell and the second point of contact of the second battery cell are flat, which allows overlap welding.

En d’autres termes, il n’y a pas de broche aux points de contact respectifs. En outre, chacun des points de contact est réalisé comme surface d’appui plane contre laquelle s’appuie l’élément de liaison qui a également une zone plane correspondante pour venir à niveau. Les dimensions des points de contact et des régions planes des éléments de liaison sont accordées et dimensionnées de façon correspondante.In other words, there is no pin at the respective points of contact. In addition, each of the contact points is formed as a flat bearing surface against which the connecting element rests which also has a corresponding flat area to level. The dimensions of the contact points and planar regions of the connecting elements are matched and dimensioned accordingly.

Selon un autre développement de l’invention, l’élément de liaison comporte une matière ou une combinaison de matières choisies dans les groupes suivants : aluminium (Al), cuivre (Cu), argent (Ag) et or (Au). En particulier, l’élément de liaison comporte des alliages des matières citées ci-dessus.According to another development of the invention, the connecting element comprises a material or a combination of materials selected from the following groups: aluminum (Al), copper (Cu), silver (Ag) and gold (Au). In particular, the connecting element comprises alloys of the materials mentioned above.

Ces matières ou alliages ont une conductivité électrique optimale et conviennent en outre particulièrement bien pour le soudage par chevauchement ou le soudage traversant.These materials or alloys have an optimum electrical conductivity and are also particularly suitable for over-welding or through-welding.

Selon un autre développement de l’invention, l’élément de liaison est en une matière pleine et/ou une matière stratifiée et/ou une matière en forme de cordon. En particulier, l’élément de liaison est en matière pleine. Cela signifie que l’élément de liaison ne comporte ni cavité ni dégagement. Notamment, l’élément de liaison réalisé avec une matière pleine ne comporte ni perçage ni passage traversant. De plus ou en variante, l’élément de liaison comporte une matière traversante. Cela signifie que l’élément de liaison peut comporter plusieurs couches d’une même matière ou de matières différentes. En plus ou en variante, l’élément de liaison a une matière en forme de cordon. Cela signifie que l’élément de liaison comporte plusieurs fils d’une même matière ou de matière différente, reliés les uns aux autres, pressés ou collés.According to another development of the invention, the connecting element is made of a solid material and / or a laminated material and / or a cord-shaped material. In particular, the connecting element is made of solid material. This means that the connecting element has neither cavity nor clearance. In particular, the connecting element made with a solid material has no drilling or through passage. In addition or alternatively, the connecting element comprises a through material. This means that the connecting element may comprise several layers of the same material or different materials. In addition or alternatively, the connecting element has a cord-shaped material. This means that the connecting element comprises several son of the same material or different material, connected to each other, pressed or glued.

La liaison par la matière entre les cellules de batterie et l’élément de liaison se fait par soudage par le dessus en appliquant différents procédés de soudage.The material connection between the battery cells and the connecting element is by top welding by applying different welding methods.

Selon un autre exemple de réalisation de l’invention, la soudure à recouvrement est réalisée par laser. En particulier, la soudure à recouvrement est réalisée par laser en profondeur avec des sources de rayonnement très brillantes. Le soudage par laser permet d’assembler les composants à réunir avec une vitesse de soudage élevée et une faible déformation thermique en réalisant une liaison par la matière. Dans le cas du soudage à recouvrement par laser, aucune matière complémentaire n’est nécessaire.According to another embodiment of the invention, the lap weld is made by laser. In particular, the lap weld is laser deep with very bright radiation sources. Laser welding makes it possible to assemble the components to be joined with a high welding speed and a low thermal deformation by bonding the material. In the case of laser-coated welding, no additional material is required.

Dans le cas du soudage par laser, les composants assemblés c'est-à-dire l’élément de liaison et les points de contact de la cellule de batterie absorbent la puissance du laser, ce qui se traduit par une montée rapide de la température au-delà de la température de fu sion ou du métal formant un bain. Au refroidissement, on obtient le cordon de soudure comme soudure à recouvrement.In the case of laser welding, the assembled components, ie the connecting element and the contact points of the battery cell absorb the power of the laser, which results in a rapid rise in temperature beyond the melting temperature or the metal forming a bath. Upon cooling, the weld bead is obtained as a lap weld.

Selon un autre développement de l’invention, la soudure à recouvrement est réalisée par soudage au plasma. En particulier, la soudure à recouvrement peut être réalisée par microsoudage au plasma. Le plasma est un gaz électro-conducteur formé par l’arc électrique très chaud et qui sert de source de chaleur. Le soudage au plasma permet une vitesse de soudage élevée. En outre, le plasma fourni comme mélange gazeux, par exemple en argon hydrogène ou argon hélium, protège la fusion des composants assemblés contre l’oxydation. Le microsoudage au plasma avec une plage de courant de soudage comprise entre 0,5 et 15 ampères permet en outre d’assembler des éléments de liaison relativement minces, par exemple d’une épaisseur de 0,1 mm par soudage à recouvrement à la cellule de batterie.According to another development of the invention, the lap weld is made by plasma welding. In particular, the lap weld can be performed by plasma microbonding. Plasma is an electro-conductive gas formed by the very hot electric arc and serves as a source of heat. Plasma welding allows a high welding speed. In addition, the plasma provided as a gas mixture, for example argon hydrogen or argon helium, protects the fusion of the assembled components against oxidation. Plasma micro-welding with a welding current range of between 0.5 and 15 amps also makes it possible to assemble relatively thin bonding elements, for example of a thickness of 0.1 mm by lap welding to the cell. of battery.

Selon un autre développement de l’invention, la soudure à recouvrement est réalisée par soudage électromagnétique impulsionnel, c'est-à-dire par le soudage EMP. Le soudage EMP communique à l’un des composants assemblés une impulsion par l’intermédiaire d’une bobine électromagnétique traversée par une impulsion de courant très intense. Du fait de la vitesse élevée du choc d’assemblage des composants, cela se traduit par une liaison par la matière en environ 25 gs. De la chaleur ne risque pas d’être induite dans les composants qui sont ainsi soudés à des matières ayant des températures de fusion différentes.According to another development of the invention, the lap weld is made by pulsed electromagnetic welding, that is to say by the EMP welding. The EMP welding communicates to one of the assembled components a pulse through an electromagnetic coil traversed by a very intense current pulse. Due to the high speed of the component assembly shock, this results in material bonding in about 25 gs. Heat is not likely to be induced in the components which are thus welded to materials having different melting temperatures.

En variante, on peut utiliser d’autres procédés de soudage, par exemple le soudage par ultrasons pour réaliser la soudure à recouvrement.Alternatively, other welding methods may be used, for example, ultrasonic welding to effect the lap weld.

Un second développement de l’invention se rapporte à un procédé de fabrication d’un module de batteries tel que celui décrit ci-dessus. Le procédé comporte les étapes suivantes : utiliser une première cellule de batterie, utiliser une seconde cellule de batterie, utiliser une liaison électrique entre la première cellule de batterie et la seconde cellule de batterie par un élément de liaison. L’élément de liaison est relié par une soudure à recouvrement par au moins une cellule de batterie.A second development of the invention relates to a method of manufacturing a battery module such as that described above. The method comprises the steps of: using a first battery cell, using a second battery cell, using an electrical connection between the first battery cell and the second battery cell by a connecting element. The connecting element is connected by a lap weld by at least one battery cell.

Dessinsdrawings

La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l’aide de modes de réalisation représentés schématiquement dans les dessins annexés. Dans ces différentes figures, on utilisera les mêmes références pour désigner les mêmes composants ou des composants analogues.The present invention will be described in more detail below with the aid of embodiments shown schematically in the accompanying drawings. In these different figures, the same references will be used to designate the same components or similar components.

Ainsi : la figure 1 est une coupe d’une cellule de batterie avec une broche et un élément de liaison muni d’un perçage selon l’état de la technique, la figure 2 est la section d’une cellule de batterie avec un élément de liaison selon un mode de réalisation de l’invention, la figure 3 est une vue en perspective d’un module de batteries selon un exemple de réalisation de l’invention.Thus: FIG. 1 is a section of a battery cell with a pin and a connection element provided with a hole according to the state of the art, FIG. 2 is the section of a battery cell with an element 3 is a perspective view of a battery module according to an exemplary embodiment of the invention.

Description de modes de réalisation de l’inventionDescription of Embodiments of the Invention

La figure 1 montre un détail d’un module de batteries, connu, avant d’être relié à des cellules de batterie présentées par l’élément de liaison 21’. Cela signifie que l’élément de liaison 21’ a un perçage 23’ dans lequel il faut engager la broche 25’ de la cellule de batterie. Le passage de la broche 25’ permet de visser l’élément de liaison 25’ à l’élément de liaison 21’ ou par exemple de souder dans une géométrie de chants. Une telle soudure exige une stricte précision de positionnement de l’appareil de soudage par exemple un faisceau laser, par rapport au point d’assemblage. En outre, il faut également que la broche 25’ reliée à la cellule de batterie et la broche 23’ reliée à l’élément de liaison 21’ soient fabriquées avec une grande précision. Cela se traduit par un travail important et un coût élevé. En outre, le travail à fournir pour la réalisation d’un module de batteries correspondant est augmenté de sorte que la broche 25’ se glisse manuellement à travers le perçage 23’. En outre, le perçage 23’ doit être martelé manuellement, le cas échéant sur la broche 25’.Figure 1 shows a detail of a battery module, known, before being connected to battery cells presented by the connecting element 21 '. This means that the connecting element 21 'has a bore 23' into which the pin 25 'of the battery cell must be engaged. The passage of the spindle 25 'makes it possible to screw the connecting element 25' to the connecting element 21 'or, for example, to weld in a geometry of edges. Such a weld requires a strict positioning accuracy of the welding apparatus, for example a laser beam, with respect to the assembly point. In addition, it is also necessary that the pin 25 'connected to the battery cell and the pin 23' connected to the connecting element 21 'are manufactured with great precision. This translates into important work and high cost. In addition, the work to be done for the production of a corresponding battery module is increased so that the pin 25 'slides manually through the bore 23'. In addition, the bore 23 'must be hammered manually, if necessary on the pin 25'.

La figure 2 montre une partie d’un module de batteries selon un exemple de réalisation de l’invention, en se limitant à la partie supérieure d’un premier composant 3 avec un premier point de contact 7. Le point de contact 7 est indépendamment de la surface, c'est-à-dire sans broche 25’. L’élément de liaison 15 est ainsi également plat et sans perçage 23’. Notamment, l’élément de liaison 15 est en une matière pleine ou une matière en couches. L’élément de liaison 15 est ainsi installé directement sur le premier point de contact 7 en étant relié à une première cellule de batterie 3 par une soudure à recouvrement 17.FIG. 2 shows a part of a battery module according to an exemplary embodiment of the invention, being limited to the upper part of a first component 3 with a first point of contact 7. The contact point 7 is independently of the surface, that is to say without pin 25 '. The connecting element 15 is thus also flat and without drilling 23 '. In particular, the connecting element 15 is made of a solid material or a layered material. The connecting element 15 is thus installed directly on the first contact point 7 by being connected to a first battery cell 3 by a lap weld 17.

Dans cette réalisation du module de batteries, le perçage 23’ de l’élément de liaison 15 et la broche 25’ de la cellule de batterie 3 peuvent être supprimés pour souder ainsi directement à travers l’élément de liaison 15 sur le point de contact 7 de la batterie 3. En d’autres termes, dans le module de batteries selon l’invention, on réalise une soudure à recouvrement 17.In this embodiment of the battery module, the piercing 23 'of the connecting element 15 and the spindle 25' of the battery cell 3 can be removed so as to weld directly through the connecting element 15 on the contact point. 7 of the battery 3. In other words, in the battery module according to the invention, a lap weld 17 is produced.

Pour réaliser le cordon de soudure de la figure 2, on utilise un faisceau laser 19. Cela signifie que la soudure à recouvrement 17 est réalisée par soudage par laser. En variante, le soudage à recouvrement 17 peut être réalisé par soudage par impulsions électromagnétiques, soudage au plasma ou soudage aux ultrasons.In order to produce the weld bead of FIG. 2, a laser beam 19 is used. This means that the lap weld 17 is made by laser welding. Alternatively, the lap welding 17 may be performed by electromagnetic pulse welding, plasma welding or ultrasonic welding.

La figure 3 montre un module de batteries 1. Le module de batteries 1 a une première cellule de batterie 3 et une seconde cellule de batterie 5. Plusieurs cellules de batterie sont prévues dans le module de batteries 1. Les cellules de batterie 3, 5 du module 1 sont poussées les unes aux autres, par exemple dans le cas de l’élément de soudage direct 18 pour augmenter la durée de vie des cellules de batterie 3,5.FIG. 3 shows a battery module 1. The battery module 1 has a first battery cell 3 and a second battery cell 5. A plurality of battery cells are provided in the battery module 1. The battery cells 3, 5 of the module 1 are pushed together, for example in the case of the direct welding element 18 to increase the life of the battery cells 3.5.

La première cellule de batterie 3 a un premier point de contact 7 et un second point de contact 9. En outre, la première cellule de batterie 5 a un premier point de contact 11 et un second point de contact 13. Le premier point de contact 7 de la première cellule de batterie 3 est relié électriquement au second point de contact 13 de la seconde cellule de matière 5 par l’élément de liaison 15 pour réaliser une liaison électro-conductrice. L’élément de liaison 15 est relié par des soudures à recouvrement 17 aux points de contact 7, 13. D’autres éléments de liaison 15 sont prévus dans le module de batteries 1 et d’autres points de contact 7, 9, 11, 13 relient les cellules de batterie. Mais celles-ci ne sont pas représentées en détail.The first battery cell 3 has a first contact point 7 and a second contact point 9. In addition, the first battery cell 5 has a first contact point 11 and a second contact point 13. The first point of contact 7 of the first battery cell 3 is electrically connected to the second contact point 13 of the second material cell 5 by the connecting element 15 to provide an electrically conductive connection. The connecting element 15 is connected by lap welds 17 to the contact points 7, 13. Other connection elements 15 are provided in the battery module 1 and other contact points 7, 9, 11, 13 connect the battery cells. But these are not represented in detail.

NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX I Module de batteries 3 Cellule de batterie 5 Cellule de batterie 7 Premier point de contact de la première cellule de batterie 3 9 Second point de contact de la première cellule de batterie 3 II Premier point de contact de la seconde cellule de matière 5 13 Second point de contact de la seconde cellule de matière 5 15 Elément de liaison 17 Soudure à recouvrement 18 Elément de soudage 19 Faisceau laser 21 ’ Elément de liaison 23’ Perçage dans l’élément de liaison 15 25’ Broche de la cellule de batterie 3NOMENCLATURE OF KEY ELEMENTS I Battery module 3 Battery cell 5 Battery cell 7 First contact point of the first battery cell 3 9 Second contact point of the first battery cell 3 II First contact point of the second battery cell material 5 13 Second contact point of the second cell of material 5 15 Connecting element 17 Lap weld 18 Welding element 19 Laser beam 21 'Connecting element 23' Drilling in connecting element 15 25 'Cell pin battery 3

Claims (9)

REVENDICATIONS 1°) Module de batteries (1) comportant une première cellule (3), une seconde cellule (5) et un élément de liaison (15) reliant électriquement la première cellule (3) à la seconde cellule (5), et relié par une soudure à recouvrement (17) à au moins l’une des cellules de batterie (3, 5), caractérisé en ce que la soudure à recouvrement (17) est une soudure à clin.1) battery module (1) comprising a first cell (3), a second cell (5) and a connecting element (15) electrically connecting the first cell (3) to the second cell (5), and connected by a lap weld (17) to at least one of the battery cells (3, 5), characterized in that the lap weld (17) is a lap weld. 2°) Module de batteries (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première cellule de batterie (3) comporte un premier point de contact (7) et un second point de contact (9), la seconde cellule de batterie (5) ayant un premier point de contact (11) et un second point de contact (13), l’élément de liaison (15) reliant le premier point de contact (7) de la première cellule de batterie (3) au second point de contact (13) de la seconde cellule de batterie (5).Battery module (1) according to Claim 1, characterized in that the first battery cell (3) has a first contact point (7) and a second contact point (9), the second battery cell (5) having a first contact point (11) and a second contact point (13), the connecting element (15) connecting the first contact point (7) of the first battery cell (3) to the second contact point (13) of the second battery cell (5). 3°) Module de batteries (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier point de contact (7) de la première cellule de batterie (3) et le second point de contact (13) de la seconde cellule de batterie (5) réalisent une soudure à recouvrement (17).Battery module (1) according to claim 2, characterized in that the first point of contact (7) of the first battery cell (3) and the second point of contact (13) of the second battery cell (5) perform a lap weld (17). 4°) Module de batteries (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’élément de liaison (15) est en une matière ou une combinaison de matières choisies dans le groupe comprenant aluminium, cuivre, argent, or.4) battery module (1) according to claim 1, characterized in that the connecting element (15) is a material or a combination of materials selected from the group consisting of aluminum, copper, silver, gold. 5°) Module de batteries (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’élément de liaison (15) est en une matière pleine et/ou en une matière stratifiée et/ou en une matière en forme de cordon.Battery module (1) according to claim 1, characterized in that the connecting element (15) is made of a solid material and / or a laminated material and / or a cord-shaped material. 6°) Module de batteries (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soudure à recouvrement (17) est réalisée par laser.Battery module (1) according to claim 1, characterized in that the lap weld (17) is made by laser. 7°) Module de batteries (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soudure à recouvrement (17) est réalisée par soudage au plasma.7 °) battery module (1) according to claim 1, characterized in that the lap weld (17) is made by plasma welding. 8°) Module de batteries (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soudure à recouvrement (17) est réalisée par soudage par impulsions électromagnétiques.8 °) battery module (1) according to claim 1, characterized in that the lap weld (17) is performed by electromagnetic pulse welding. 9°) Procédé de réalisation d’un module de batteries (1) selon l’une des revendications 1 à 8, selon lequel on utilise une première cellule de batterie (3), on utilise une seconde cellule de batterie (5), on relie la première cellule de batterie (3) à la seconde cellule de batterie (5) par un élément de liaison (15), procédé caractérisé en ce que l’élément de liaison (15) est relié à l’une des cellules de batterie (3, 5) par une soudure à recouvrement (17).9 °) A method of producing a battery module (1) according to one of claims 1 to 8, wherein a first battery cell (3) is used, a second battery cell (5) is used, connects the first battery cell (3) to the second battery cell (5) by a connecting element (15), characterized in that the connecting element (15) is connected to one of the battery cells (3, 5) by a lap weld (17).
FR1358546A 2012-09-14 2013-09-06 BATTERY MODULE Active FR2995730B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210216475 DE102012216475A1 (en) 2012-09-14 2012-09-14 Battery module for use in e.g. hybrid car, has connector which connects first battery cell electrically to second battery cell by overlapping fillet weld portion
DE1020122164758 2012-09-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2995730A1 FR2995730A1 (en) 2014-03-21
FR2995730B1 true FR2995730B1 (en) 2019-08-02

Family

ID=50181622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1358546A Active FR2995730B1 (en) 2012-09-14 2013-09-06 BATTERY MODULE

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN103682226A (en)
DE (1) DE102012216475A1 (en)
FR (1) FR2995730B1 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013213527A1 (en) * 2013-07-10 2015-01-15 Robert Bosch Gmbh Electric cell connector for a battery module
DE102014225419A1 (en) 2014-12-10 2016-06-16 Robert Bosch Gmbh Electrical connection arrangement with structured contact surfaces
CN105789923A (en) * 2014-12-23 2016-07-20 比亚迪股份有限公司 Battery connector and preparation method thereof, battery connecting assembly, battery bank, battery pack and electric vehicle
CN108015422A (en) * 2017-12-29 2018-05-11 广东正业科技股份有限公司 Laser machine component and its processing technology
DE102020211684A1 (en) * 2020-09-17 2022-03-17 Daimler Ag Beam welding process for joining at least two components to form a joined component and joined component
DE102021003011A1 (en) 2021-06-11 2021-08-05 Daimler Ag Method for producing a welded connection of at least two components by means of laser radiation
US20220029254A1 (en) * 2021-07-13 2022-01-27 Primearth Ev Energy Co., Ltd. Secondary battery manufacturing method and secondary battery

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101260470B1 (en) * 2006-04-07 2013-05-06 타이코에이엠피(유) the connection appratus of battery cell module
CN101847701B (en) * 2009-03-27 2012-11-21 比亚迪股份有限公司 Battery connecting strip and battery pack
KR101108190B1 (en) * 2009-12-23 2012-01-31 에스비리모티브 주식회사 Battery module providing improved fixing structure for end plate and the fixing method thereof
US20110281151A1 (en) * 2010-05-12 2011-11-17 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack

Also Published As

Publication number Publication date
FR2995730A1 (en) 2014-03-21
DE102012216475A1 (en) 2014-03-20
CN103682226A (en) 2014-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2995730B1 (en) BATTERY MODULE
EP3014676B1 (en) Strip of electrochemical cells for the production of a battery module for an electric or hybrid vehicle, and method for the production of such a module
EP2643921A1 (en) Architecture of interconnected electronic power modules for a rotary electric machine and rotary electric machine comprising such an architecture
EP2643919B1 (en) Method for interconnecting electronic power modules of a rotary electric machine and assembly of interconnected power modules obtained using said method
CA2698700A1 (en) Module for electrical energy storage assemblies having a flat connecting strip
EP3044803A1 (en) Switch for short-circuiting a direct-current power source
US10158114B2 (en) One-sided ultrasonic bonding for applications to join battery tabs to bus bars
FR2718886A1 (en) Electrical connection system for electrochemical generator.
FR2913530A1 (en) ELECTRICAL TERMINAL FOR WATERPROOF ACCUMULATOR.
FR2819105A1 (en) ELECTRICAL CONNECTION SYSTEM FOR ELECTROCHEMICAL GENERATORS
EP2224515A1 (en) Device for electrical connection between electrochemical generators
EP2919939B1 (en) Aluminium/copper heterogeneous welding
WO2017157794A1 (en) Method for welding a conductive element to a battery terminal
EP3240159A1 (en) Electrical connection bar for exchanging electric energy between an electrical apparatus and an electricity network
EP2993694A1 (en) High-power electronic module and method for manufacturing such a module
EP3073551B1 (en) Electrochemical generator
EP2239802A1 (en) Battery and manufacturing method
WO2021228782A1 (en) Case for an electrochemical cell for a battery, electrochemical cell arrangement for a battery comprising such a case and method for manufacturing such a cell arrangement
FR2981537A1 (en) MECHANICAL MAINTENANCE SYSTEM, ASSEMBLY COMPRISING SUCH A SYSTEM AND AN ELECTRONIC BOARD AND METHOD OF ASSEMBLING ON A SURFACE OF SUCH A SYSTEM AND SUCH A CARD
EP3840557A1 (en) Electrical equipment comprising an electrical connection bar cooled by two surfaces of a heat sink
FR2896623A1 (en) Full cell for motor vehicle, has bipolar plate supplying reactive gas to membrane electrode assembly cells and including intermediate conducting plate arranged between pressed plates delimiting conduits in which gas and coolant circulates
FR3065330A1 (en) TOOL FOR WELDING AN ELECTRICAL CONDUCTOR WITH A CONNECTING DEVICE
FR3109021A1 (en) ELECTROCHEMICAL CELL ASSEMBLY
FR3075473B1 (en) STRUCTURE FOR THERMALLY TREATING AN ELECTRICAL STORAGE DEVICE OF A MOTOR VEHICLE
FR2995496A1 (en) Electrical circuit for use in inverter in electric compressor, has metal substrate, and metal base plate presenting barb that is inserted in perforation, where barb is allowed to come into contact with metal substrate

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20180525

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 7

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 8

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 9

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 10

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 11