WO2009117998A2 - Verfahren zur isolierung einer batterie - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a method for temperature insulation of a cuboid battery, in particular an electrochemical battery, such.
  • electrochemical batteries are known, which are used as starter batteries for vehicles. It is well known that the performance and life of such batteries are highly temperature dependent.
  • a lead-acid battery z. B. has a housing made of an acid-resistant plastic. So far, the insulation in the form of individual plates of insulating foam by hand on the battery housing was arranged as part of the pilot and small series production. However, this method is not suitable for mass production.
  • a method of isolating a battery having a housing for receiving electrochemical components and having a heat-insulating enclosure comprising the steps of: providing a plate of heat-insulating material, the plate having a bottom plate associated with the battery bottom is and connect to the four side plates, which are assigned to the four side walls of the battery. Between the bottom plate and the side plates each provided a hinge portion.
  • This joint section can, for. B. may be a foil joint, which has been produced by compression of the heat-insulating material by means of a heated punch.
  • the next step is to provide a cover plate of heat-insulating material associated with the top of the battery. The battery is first positioned over the bottom plate and put on.
  • a method of isolating a battery having a housing for containing electrochemical components and having a heat-insulating enclosure comprising the steps of: providing a plate of heat-insulating material, the plate having a bottom plate associated with the battery bottom is and connect to the four side plates, which are associated with the four side walls of the battery, with one of the side plates is followed by another plate, which serves as a cover plate.
  • the battery is positioned over the bottom plate and put on. This is followed by the automated folding of the side panels and then the folding of the cover plate by means of pressing elements.
  • the side plates or in addition the cover plate are pressed by means of the controllable pressure elements to the battery case, while the battery is fixed.
  • the battery is moved in contrast to claim 3, while the pressing elements are fixed.
  • the bottom plate is positioned on a mounting table, which has a lowerable section. This section is slightly larger than the bottom plate.
  • the battery is positioned on this lowerable section and the lowerable section is lowered. This movement causes the side panels of the insulation to be automatically pushed against the battery wall by means of the four side edges of the lowerable section.
  • the top panel is folded. This can be done by means of an automatically controlled pressing element or by hand by the person commissioned with the installation.
  • the particular advantage of the invention lies in the fact that this process section for the isolation of the battery on the one hand can be carried out very quickly, on the other hand, however, the battery can also be recycled very easily, since the iso- lation, unlike other methods, such as B. in spraying or foaming.
  • the insulating panels need not be cut out of a single piece. It is Z. B. also possible to position the 6 insulation individually on a table in a plane according to the settlement of the battery case and then produce the respective foil joints by connecting the abutting edges with a self-adhesive film.
  • Fig. 1 shows a battery to be insulated.
  • Fig. 2a and 2b show cut Isoliermaterialplatten, wherein
  • Fig. 2a shows the positioned plates for the bottom surface and the side surfaces
  • Fig. 2b the cover plate for the top of the battery.
  • FIG. 3 shows an enlarged view of FIG. 2a after the operation of adhering foil joints.
  • Fig. 4 a to c show the process steps to complete isolation of
  • FIG. 2a and 2b show cut-out insulating material plates, Fig. 2a showing the positioned plates for the bottom surface 2 and side surfaces 3, and Fig. 2b showing the top plate 5 for the top of the battery.
  • the 4 side wall panels 3 are held by schematically illustrated stops 4 in the correct position. The position of the bottom plate 2 is thus determined by the side wall panels 3.
  • FIG. 3 shows an enlarged view according to FIG. 2a after the operation of gluing 4 foil sections 6, which form the foil joints. These film sections 6 are self-adhesive and are applied automatically by means of devices known to those skilled in the art.
  • Fig. 4 a to c show the process steps to complete isolation battery.
  • the starter battery 1 is automatically, z. B. by means of a robot, placed on the bottom plate 2.
  • the 4 side plates 3 are pressed by means of pressing elements (not shown) in the arrow direction to the battery walls.
  • the cover plate 5 is placed.
  • the cover plate and the upper edges of the side plates are formed as a clip closure, so that when fitting the cover plate, a positive connection is formed.
  • it can be dispensed with an adhesive attachment of the plates. This ensures that the insulation panels can be easily removed when recycling the battery.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer quaderförmigen Batterie, insbesonders eine elektrochemische Batterie, wie z. B. eine Blei-Säure-Batterie, wobei das Verfahren nachfolgende Schritte aufweist: Bereitstellen einer Platte aus wärmeisolierendem Material, wobei die Platte eine Bodenplatte (2) aufweist, die dem Batterieboden zugeordnet ist und an den sich vier Seitenplatten (3) anschliessen, die den vier Seitenwänden der Batterie zugeordnet sind, wobei zwischen der Bodenplatte (2) und den Seitenplatten (3) je ein Gelenkabschnitt (6) vorgesehen ist. Bereitstellen einer Deckelplatte (5) aus wärmeisolierendem Material, die der Batterieoberseite zugeordnet ist. Positionieren und Aufsetzen der Batterie auf die Bodenplatte (2). Anklappen der Seitenplatten (3) mittels automatisch gesteuerter Andrückelemente und Aufsetzen der Deckelplatte (5).

Description

4
Verfahren zur Isolierung einer Batterie
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Temperaturisolierung einer quaderförmigen Batterie, insbesondere eine elektrochemische Batterie, wie z. B. eine Blei- Säure-Batterie.
Aus dem Stand der Technik sind elektrochemische Batterien bekannt, die als Starterbatterien für Fahrzeuge eingesetzt werden. Es ist hinreichend bekannt, dass die Leistungsfähigkeit und die Lebensdauer derartiger Batterien stark temperaturabhängig sind.
Um die Leistungsfähigkeit und die Lebensdauer zu erhöhen, ist vorgeschlagen worden, die Batterien thermisch zu isolieren und/oder zu temperieren. Zur Isolation der Batterie ist es erforderlich, das Batteriegehäuse mit einem Wärmedämmstoff zu umkleiden.
Hinweise auf diese Maßnahmen sind vorzugsweise aus der Literatur entnehmbar, da derartige Batterien noch nicht in Serie hergestellt werden, zumindest nicht als Starterbatterien.
Die Technologie zur Herstellung von elektrochemischen Batterien, wie z. B. Starterbatterien, ist sehr ausgereift, da es sich um eine Großserienproduktion handelt. Dementsprechend gering sind auch die Herstellungskosten und der Preis. Es ist zur Marktdurchsetzung neuartiger Energiespeichersysteme, die sowohl eine Wärmedämmung, als auch eine elektronisch geregelte Heizung aufweisen, erforderlich, ebenfalls eine hocheffektive Fertigungstechnologie einzusetzen, um die Herstellungskosten gering zu halten. Eine Blei-Säure-Batterie z. B. weist ein Gehäuse aus einem säureresistenten Kunststoff auf. Bisher wurde im Rahmen der Versuchs- und Kleinserienfertigung die Isolation in Form von einzelnen Platten aus isolierendem Schaumstoff von Hand an dem Batteriegehäuse angeordnet. Dieses Verfahren ist jedoch nicht für eine Großserienfertigung geeignet.
Es besteht daher ein Bedürfnis, die Fertigungstechnologie zur Herstellung wärmeisolierter Batterien zu verbessern, sodass kürzere Fertigungszeiten für den Schritt des Isolierens erreicht werden. Eine weitere Forderung ist die leichte Re- cycelbarkeit einer solchen wärmeisolierten Batterie.
Diese Aufgabe wird mit einem Isolierverfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2 gelöst.
Nach Anspruch 1 wird ein Verfahren zur Isolierung einer Batterie mit einem Gehäuse zur Aufnahme von elektrochemischen Komponenten und mit einer wärmeisolierenden Umhausung bereitgestellt, wobei das Verfahren nachfolgende Schritte aufweist: Bereitstellen einer Platte aus wärmeisolierendem Material, wobei die Platte eine Bodenplatte aufweist, die dem Batterieboden zugeordnet ist und an den sich vier Seitenplatten anschließen, die den vier Seitenwänden der Batterie zugeordnet sind. Zwischen der Bodenplatte und den Seitenplatten je ein Gelenkabschnitt vorgesehen. Dieser Gelenkabschnitt kann z. B. ein Foliengelenk sein, das durch Verdichtung des wärmeisolierenden Materials mittels eines beheizten Stempels erzeugt worden ist. Der nächste Arbeitsschritt ist das Bereitstellen einer Deckelplatte aus wärmeisolierendem Material, die der Batterieoberseite zugeordnet ist. Die Batterie wird zuerst über der Bodenplatte positioniert und aufgesetzt. Dem Fachmann ist klar, dass es sich hierbei um eine Relativbewegung handelt, d. h., es ist auch möglich, die Bodenplatte unter die an einem Hebezeug schwebende Batterie zu schieben und so zu positionieren, dass beim Absenken der Batterie diese genau auf der Bodenplatte steht. Danach erfolgt das automatisierte Anklappen der Seitenplatten mittels Andrückelementen. Abschließend wird die Deckelplatte aufgesetzt. Nach Anspruch 2 wird ein Verfahren zur Isolierung einer Batterie mit einem Gehäuse zur Aufnahme von elektrochemischen Komponenten und mit einer wärmeisolierenden Umhausung bereitgestellt, wobei das Verfahren nachfolgende Schritte aufweist: Bereitstellen einer Platte aus wärmeisolierendem Material, wobei die Platte eine Bodenplatte aufweist, die dem Batterieboden zugeordnet ist und an den sich vier Seitenplatten anschließen, die den vier Seitenwänden der Batterie zugeordnet sind, wobei sich an eine der Seitenplatten eine weitere Platte anschließt, die als Deckelplatte dient. Die Batterie wird über die Bodenplatte positioniert und aufgesetzt. Danach erfolgt das automatisierte Anklappen der Seitenplat- ten und danach das Anklappen der Deckelplatte mittels Andrückelemente.
Nach Anspruch 3 werden die Seitenplatten oder auch zusätzlich die Deckelplatte mithilfe der steuerbaren Andrückelemente an das Batteriegehäuse gedrückt, während die Batterie fest steht.
Nach Anspruch 4 wird im Gegensatz zu Anspruch 3 die Batterie bewegt, während die Andrückelementen fest stehen. Die Bodenplatte wird dabei auf einem Montagetisch positioniert, der einen absenkbaren Abschnitt hat. Dieser Abschnitt ist etwas größer als die Bodenplatte. Auf diesen absenkbaren Abschnitt wird die Batte- rie positioniert und der absenkbare Abschnitt wird abgesenkt. Diese Bewegung führt dazu, dass die Seitenplatten der Isolierung mittels der vier Seitenränder Ränder des absenkbaren Abschnitts automatisch an die Batteriewand gedrückt werden. Wenn die Batterie so weit in den absenkbaren Abschnitt hindurchgefahren, dass die Seitenplatten angeklappt sind, wird die Deckelplatte angeklappt. Das kann mittels eines automatisch gesteuerten Andrückelements erfolgen oder von Hand durch die mit der Montage beauftragten Person.
Durch diese Verfahrenserfindung nach den Ansprüchen 1 oder 2 ist es möglich, die Isolation von quaderförmigen Batterien, insbesondere von Starterbatterien, sehr effektiv durchzuführen.
Der besondere Vorteil der Erfindung liegt darin, dass dieser Verfahrensabschnitt zur Isolation der Batterie einerseits sehr schnell durchgeführt werden kann, andererseits kann die Batterie jedoch auch sehr leicht recycelt werden, da sich die Iso- lation leicht entfernen lässt, - im Gegensatz zu anderen Verfahren, wie z. B. bei Sprühverfahren oder Ausschäumverfahren.
Dem Fachmann ist klar, dass die Isolierplatten nicht aus einem einzigen Stück ausgeschnitten werden müssen. Es ist z. B. auch möglich, die 6 Isolierplatten einzeln auf einem Tisch in einer Ebene gemäß der Abwicklung des Batteriegehäuses zu positionieren und anschließend durch das Verbinden der Stoßkanten mit einer selbstklebenden Folie die jeweiligen Foliengelenke herzustellen.
Weitere Maßnahmen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beigefügten schematischen Zeichnungen.
Fig. 1 zeigt eine zu isolierende Batterie. Fig. 2a und 2b zeigen ausgeschnittene Isoliermaterialplatten, wobei
Fig. 2a die positionierten Platten für die Bodenfläche und die Seitenflächen zeigt und
Fig. 2b die Deckelplatte für die Oberseite der Batterie.
Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Darstellung gemäß Fig. 2a nach dem Arbeitsschritt des Aufklebens von Foliengelenken.
Fig. 4 a bis c zeigen die Verfahrensschritte bis zur vollständigen Isolierung der
Batterie.
Die Fig. 1 zeigt eine herkömmliche Starterbatterie 1 mit einem Kunststoffgehäu- se. Diese Starterbatterie soll nachfolgend mittels Anbringen von Isolierplatten isoliert werden. Das Verfahren wird automatisiert durchgeführt.
Die Fig. 2a und 2b zeigen ausgeschnittene Isoliermaterialplatten, wobei Fig. 2a die positionierten Platten für die Bodenfläche 2 und die Seitenflächen 3 zeigt und die Fig. 2b die Deckelplatte 5 für die Oberseite der Batterie. Die 4 Seitenwandplatten 3 werden durch schematisch dargestellte Anschläge 4 in der richtigen Position gehalten. Die Lage der Bodenplatte 2 wird somit durch die Seitenwandplatten 3 bestimmt. Die Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Darstellung gemäß Fig. 2a nach dem Arbeitsschritt des Aufklebens von 4 Folienabschnitten 6, die die Foliengelenke bilden. Diese Folienabschnitte 6 sind selbstklebend und werden mit Hilfe von dem Fachmann bekannten Vorrichtungen automatisch aufgebracht.
Fig. 4 a bis c zeigen die Verfahrensschritte bis zur vollständigen Isolierung Batterie. Zuerst wird die Starterbatterie 1 automatisch, z. B. mittels eines Roboters, auf die Bodenplatte 2 aufgesetzt. Dann werden, wie in Fig. 4a schematisch gezeigt, die 4 Seitenplatten 3 mittel Andrückelemente (nicht gezeigt) in Pfeilrichtung an die Batteriewände angedrückt. Anschließend wird die Deckelplatte 5 aufgesetzt.
Vorzugsweise sind die Deckelplatte und die Oberkanten der Seitenplatten als Clip-Verschluss ausgebildet, sodass beim Aufsetzen der Deckelplatte ein Form- schluss entsteht. Somit kann auf eine klebende Befestigung der Platten verzichtet werden. Damit wird erreicht, dass sich die Isolationsplatten beim Recyceln der Batterie wieder leicht entfernen lassen.
Anhand der beschriebenen Ausführungsformen kann der Fachmann die technische Lehre der vorliegenden Erfindung vollständig entnehmen. Es ist klar, daß diese Ausführungsformen durch einen Fachmann mit Hilfe der erfindungsgemäßen Lehre weiterentwickelt und modifiziert oder kombiniert werden können. Daher fallen auch diese, nicht explizit genannten oder gezeigten weiteren Ausführungsformen in den Schutzbereich der nachfolgenden Patentansprüche.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Isolierung einer Batterie mit einem Gehäuse zur Aufnahme von elektrochemischen Komponenten und mit einer wärmeisolierenden Umhausung, wobei das Verfahren nachfolgende Schritte aufweist: a. Bereitstellen einer Platte aus wärmeisolierendem Material, wobei die Platte eine Bodenplatte (2) aufweist, die dem Batterieboden zugeordnet ist und an den sich vier Seitenplatten (3) anschließen, die den vier Seitenwänden der Batterie zugeordnet sind, wobei zwischen der Bodenplatte (2) und den Seitenplatten (3) je ein Gelenkabschnitt (6) vorgesehen ist, b. Bereitstellen einer Deckelplatte (5) aus wärmeisolierendem Material, die der Batterieoberseite zugeordnet ist, c. Positionieren und Aufsetzen der Batterie auf die Bodenplatte (2), d. Anklappen der Seitenplatten (3) mittels automatisch gesteuerter Andrückelemente und e. Aufsetzen der Deckelplatte (5).
2. Verfahren zur Isolierung einer Batterie mit einem Gehäuse zur Aufnahme von elektrochemischen Komponenten und mit einer wärmeisolierenden Umhausung, wobei das Verfahren nachfolgende Schritte aufweist: a. Bereitstellen einer Platte aus wärmeisolierendem Material, wobei die Platte eine Bodenplatte (2) aufweist, die dem Batterieboden zugeordnet ist, an den sich vier Seitenplatten (3) anschließen, die den vier Seitenwänden der Batterie zugeordnet sind, und sich an einer der Seitenpiatten eine Deckelplatte (5) anschließt, die der Batterieoberseite zugeordnet ist, wobei zwischen der Bodenplatte (2) und den Seitenplatten (3) und zwischen der Seitenplatte (3) und der Deckelplatte (5) je ein Gelenkabschnitt (6) vorgesehen ist, b. Positionieren und Aufsetzen der Batterie auf die Bodenplatte (2), c. Anklappen der Seitenplatten (3) und der Deckelplatte (5) mittels automatisch gesteuerter Andrückelemente.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt des Anklappens der Seitenplatten (3) oder der Deckelplatte (5) mittels steuerbarer Andrückelemente erfolgt, wobei die Batterie fest steht.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt des Anklappens der Seitenplatten (3) so erfolgt, dass die Batterie auf einer absenkbaren Plattform steht und beim Absenken der Batterie die Seitenplatten (3) mit schrägstehenden Andrückelementen in Wirkkontakt kommen und dadurch angeklappt werden.
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