WO2017097589A1 - Zellkontaktierungssystem, zellmodul und verfahren zum herstellen eines zellmoduls - Google Patents

Zellkontaktierungssystem, zellmodul und verfahren zum herstellen eines zellmoduls Download PDF

Info

Publication number
WO2017097589A1
WO2017097589A1 PCT/EP2016/078509 EP2016078509W WO2017097589A1 WO 2017097589 A1 WO2017097589 A1 WO 2017097589A1 EP 2016078509 W EP2016078509 W EP 2016078509W WO 2017097589 A1 WO2017097589 A1 WO 2017097589A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrochemical cells
cell
side wall
cell module
component
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/078509
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rüdiger Daub
Kilian Friedrich
Robert Lustig
Christian Zachar
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft filed Critical Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
Priority to CN201680051635.1A priority Critical patent/CN108604651B/zh
Publication of WO2017097589A1 publication Critical patent/WO2017097589A1/de
Priority to US16/003,671 priority patent/US10593924B2/en

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • 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
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/271Lids or covers for the racks or secondary casings
    • H01M50/273Lids or covers for the racks or secondary casings characterised by the material
    • H01M50/278Organic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4207Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • 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
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a cell contacting system for a cell module comprising at least two electrochemical cells, comprising at least one carrier component fixable to the remainder of the cell module for carrying at least one cell connector electrically interconnecting the two electrochemical cells and at least one side covering the cell connector on a side remote from the electrochemical cells
  • the invention comprises a cell module having at least two electrochemical cells and at least one cell contacting system for electrically interconnecting the electrochemical cells with one another.
  • the invention relates to a method for producing a cell module.
  • cover component is usually applied manually to the rest of the cell module and locked with this.
  • An object of the invention is to provide an automated and cost-effectively producible ZellCountêtssystem with integrated contact protection.
  • a cell contacting system according to the invention for a cell module having at least two electrochemical cells comprises at least one carrier component which can be fixed to the remaining cell module for carrying
  • the covering component is produced from a flexible plastic film and, in a tensioned state, partially bonded to the carrier component.
  • the cover member according to the invention is not designed as conventional rigid and manufactured in a previous operation with a certain shape. Therefore, for the production of the cover according to the invention no corresponding molds required, which makes the production of the cover component according to the invention and thus the cost of the invention ZeliWallet istssystems cheaper.
  • the invention also has the advantage that a flexible plastic film, for example as a roll material, is used to form the cover component, which is significantly more cost-effective than the conventional use, for example, of a thermoformable plastic blank.
  • a flexible plastic film for the formation of the cover member is also with a very high flexibility of
  • a cell contacting system according to the invention can also have three or more, in particular a multiplicity of electrochemical cells, which can be electrically interconnected in pairs.
  • the electrochemical cells may be formed, for example, as lithium-ion storage cells, lithium-polymer storage cells or a nickel-metal hybrid storage cells.
  • the carrier component may be fixed in force, form and / or material fit to the rest of the cell module.
  • the carrier component is non-destructively detachable from the rest of the cell module in order, for example, to carry out inspection and / or maintenance work on the cell module.
  • Carrier component can also carry two or more cell connectors, with which at least three electrochemical cells are electrically interconnected.
  • the carrier component is a one- or multi-part component of a electrically insulating material.
  • the carrier component can fulfill other functions, such as the isolation of the cell sidewalls.
  • cover component covers the at least one cell connector on a side facing away from the electrochemical cells should mean that the cell connector is not accessible from this side of the cell module, so that the cover component forms an optimal contact protection.
  • a film portion of predetermined size can first be subtracted from a storage roll and then separated from the rest of the plastic film. After that, the severed
  • Foil section or the flexible plastic film are stretched to extend substantially in a plane.
  • the flexible plastic film can be arranged on the carrier component and then partially connected in a materially bonded manner to the carrier component.
  • One or more of these operations, particularly all operations, can be automated.
  • the partially cohesive connection of the cover component with the carrier component is preferably carried out in such a way that by the cohesive connection of the tensioned state of the cover component as far as possible permanently
  • the cohesive connection can, for example, in the form of two parallel to each other and spaced from each other
  • the formation of the cohesive connection between the cover member and the support member can be done in various ways.
  • the substance-coherent connection can be formed by a (thermal) sealing, welding or gluing.
  • a weld can be produced for example by laser welding.
  • the carrier component comprises a bottom, on which the cell connector is arranged, and a side wall, which is arranged at least partially circumferentially on the bottom and faces away from the electrochemical cells, wherein the cover component is connected to the side wall in a material-locking manner.
  • the cover member can be kept spaced from the at least one cell connector.
  • the carrier component comprises a base on which the cell connector is arranged, a first sidewall at least partially circumferentially disposed away from the electrochemical cells and at least partially external to the first sidewall circumferentially spaced second sidewall, the second sidewall defining the first sidewall on the second sidewall
  • Electrochemical cells facing away from the side and wherein the cover component optionally substance is positively connected to one of the two side walls.
  • the cover component optionally substance is positively connected to one of the two side walls.
  • the cover member can be kept spaced from the at least one cell connector. If the cover component is initially connected to the second side wall, the cohesive connection between the second side wall and the cover component can be at least partially if necessary, in particular with partial destruction of the cover component
  • the section detached from the second side wall can be materially connected to the first side wall at a different location of the section.
  • the first side wall defines a smaller area for the arrangement of the cover component than the second side wall. Consequently, at least partial removal and re-attachment of the cover member to the support member via a further cohesive connection is possible.
  • the cover member is materially connected to a free end face of the side wall. The free front end of the respective side wall is easily accessible from the outside, which is the production of the material connection between the
  • a cell module according to the invention comprises at least two electrochemical cells and at least one cell contacting system for the electrical interconnection of the electrochemical cells with one another
  • the cell module can be used to form a rechargeable battery of an electrically driven motor vehicle.
  • a method according to the invention for producing a cell module comprises the steps:
  • Producing a compact assembly comprising at least two electrochemical cells and optionally a housing partially enclosing the electrochemical cells;
  • Making the compact Assembly may be an immediately adjacent arrangement of
  • electrochemical cells are arranged at least laterally comprehensive housing.
  • electrochemical cells or the housing may include a positive and / or non-positive connection, for example, a latching, these components together.
  • the integral connection of the cell connector with the respective electrical connection of an electrochemical cell can be effected by a welding process. Some or all steps of the method according to the invention can be carried out automatically.
  • the flexible plastic film is automatically deducted from a supply roll and cut to produce the cover component. This is accompanied by a simple, flexible, automated and cost-effective production of the cover component.
  • Figure 1 is a schematic sectional view of an embodiment of a cell module according to the invention.
  • Figure 2 is a schematic sectional view of a detail of the cell module shown in Figure 1.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional illustration of an exemplary embodiment of a cell module 1 according to the invention.
  • the cell module 1 comprises at least two electrochemical cells 2, of which only one is shown in FIG. Furthermore, the cell module 1 comprises a cell contacting system 3 for electrically interconnecting the electrochemical cells 2 with each other.
  • the cell contacting system 3 comprises a carrier component 5 fixed to the remaining cell module 4 for carrying at least one of the two electrochemical cells 2 electrically interconnected
  • the carrier component 5 comprises a bottom 7, on which the cell connector 6 is arranged. Furthermore, the carrier component 5 comprises a first side wall 8 which is arranged circumferentially on the bottom 7 and faces away from the electrochemical cells 2. In addition, the carrier component 5 comprises a second side wall connected to the first side wall 8 and circumferentially surrounding the first side wall 8 at a distance 9. The second side wall 9 may be the first side wall 8 on the of the
  • the first side wall 8 is connected via a peripheral web 10 with the second side wall 9.
  • the carrier component 5 is monolithic.
  • the Zellutton istssystem 3 also comprises a cell connector 6 on a side facing away from the electrochemical cells 2 and the
  • Cover member 1 1 is made of a flexible plastic film and in a tensioned state partially cohesively connected to the support member 5.
  • the cover component 1 1 is peripherally connected in a materially joined manner to the second side wall 9 along a closed connecting line. In this case, the cover member 1 1 via a cohesive
  • Compound 13 is connected to a free front end 12 of the second side wall 9.
  • FIG. 2 shows a schematic sectional view of a detail of the cell module 1 shown in FIG.
  • This illustration shows two alternative arrangements of the cover component 1 1 on the carrier component 5, wherein the cover component 1 1 is optionally materially connected to one of the two side walls 8 and 9, respectively.
  • the cover member 1 1 may initially be cohesively connected to the free end face 12 of the second side wall 9. If necessary, the cohesive connection 13 between the cover member 1 1 and the second side wall 9 at least partially solved or the Covering member 1 1 are destroyed in this area to make the cell connector 6 and the electrochemical cells 2 accessible.
  • the cover member 1 1 may initially be cohesively connected to the free end face 12 of the second side wall 9. If necessary, the cohesive connection 13 between the cover member 1 1 and the second side wall 9 at least partially solved or the Covering member 1 1 are destroyed in this area to make the cell connector 6 and the electrochemical cells 2 accessible.
  • the cohesive connection 13 between the cover member 1 1 and the second side wall 9 at least partially solved or the Covering member 1 1 are destroyed in this area to make the cell connector
  • Execution can either be destroyed only the cover member 1 1 or the cover member together with the support member 5. The latter being destroyed so that the second side wall 9 is no longer present thereafter. Subsequently, the cover member 1 1 can then be materially connected to the free end face 12 of the first side wall 8, whereby the cover member 1 1 can be reused.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zellkontaktierungssystem (3) für ein wenigstens zwei elektrochemische Zellen (2) umfassendes Zellmodul (1), aufweisend wenigstens ein an dem übrigen Zellmodul (4) festlegbares Trägerbauteil (5) zum Tragen von wenigstens einem die beiden elektrochemischen Zellen (2) elektrisch miteinander verschaltenden Zellverbinder (6) und wenigstens ein den Zellverbinder (6) auf einer den elektrochemischen Zellen (2) abgewandten Seite abdeckendes Abdeckbauteil (11). Um ein automatisiert und kostengünstiger herstellbares Zellkontaktierungssystem (3) mit integriertem Berührungsschutz bereitzustellen, wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass das Abdeckbauteil (11) aus einer flexiblen Kunststofffolie hergestellt und in einem gespannten Zustand teilweise stoffschlüssig mit dem Trägerbauteil (5) verbunden ist.

Description

Zellkontaktierungssystem, Zellmodul und Verfahren zum Herstellen eines Zellmoduls
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Zellkontaktierungssystem für ein wenigstens zwei elektrochemische Zellen umfassendes Zellmodul, aufweisend wenigstens ein an dem übrigen Zellmodul festlegbares Trägerbauteil zum Tragen von wenigstens einem die beiden elektrochemischen Zellen elektrisch miteinander verschaltenden Zellverbinder und wenigstens ein den Zellverbinder auf einer den elektrochemischen Zellen abgewandten Seite abdeckendes
Abdeckbauteil.
Des Weiteren umfasst die Erfindung ein Zellmodul mit wenigstens zwei elektrochemischen Zellen und wenigstens einem Zellkontaktierungssystem zum elektrischen Verschalten der elektrochemischen Zellen miteinander.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Zellmoduls.
In elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugen, insbesondere Hybridfahrzeugen und Elektrofahrzeugen, werden wiederaufladbare Batterien verbaut, die eine Vielzahl von elektrisch miteinander verschalteten, elektrochemischen Zellen aufweisen. Mit den Batterien können elektrische Antriebseinrichtungen der elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeuge mit elektrischer Energie versorgt werden. Hierbei können die elektrochemischen Zellen zu elektrisch miteinander verschalteten Batterieuntereinheiten, sogenannten Zellmodulen, zusammengefasst sein.
Da durch ein Zellmodul hohe elektrische Ströme fließen, ist es erforderlich, die elektrischen Komponenten des Zellmoduls von außen unzugänglich anzuordnen. Zudem sollten die Komponenten gegen äußere mechanische Einflüsse geschützt werden. Um dies zu erreichen, ist es bekannt, an einem Zellmodul einen Berührungsschutz anzuordnen, der das Zellmodul auf der Seite, auf der die elektrochemischen Zellen über Zellverbinder elektrisch miteinander verschaltet sind, abdeckt. Ein hierzu verwendetes Abdeckbauteil ist herkömmlich meist starr ausgebildet. Das Abdeckbauteil kann
beispielsweise als Spritzgussbauteil oder Thermoformbauteil ausgebildet sein. Das Abdeckbauteil wird üblicherweise manuell auf das übrige Zellmodul aufgebracht und mit diesem verrastet.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein automatisiert und kostengünstiger herstellbares Zellkontaktierungssystem mit integriertem Berührungsschutz bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind insbesondere in den abhängigen
Patentansprüchen wiedergegeben, die jeweils für sich genommen oder in unterschiedlicher Kombination miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
Ein erfindungsgemäßes Zellkontaktierungssystem für ein wenigstens zwei elektrochemische Zellen aufweisendes Zellmodul umfasst wenigstens ein an dem übrigen Zellmodul festlegbares Trägerbauteil zum Tragen von
wenigstens einem die beiden elektrochemischen Zellen elektrisch miteinander verschaltenden Zellverbinder und wenigstens ein den Zellverbinder auf einer den elektrochemischen Zellen abgewandten Seite abdeckendes
Abdeckbauteil. Erfindungsgemäß ist das Abdeckbauteil aus einer flexiblen Kunststofffolie hergestellt und in einem gespannten Zustand teilweise stoffschlüssig mit dem Trägerbauteil verbunden.
Das erfindungsgemäße Abdeckbauteil ist nicht wie herkömmlich starr ausgebildet und in einem vorhergehenden Arbeitsvorgang mit einer bestimmten Formgebung hergestellt worden. Daher sind zur Herstellung des erfindungsgemäßen Abdeckbauteils keine entsprechenden Formwerkzeuge erforderlich, was die Herstellung des erfindungsgemäßen Abdeckbauteils und somit die des erfindungsgemäßen Zelikontaktierungssystems kostengünstiger macht.
Zudem ist die Herstellung des erfindungsgemäßen Zelikontaktierungssystems ohne manuelle Arbeitsschritte und somit vollständig automatisierbar, was ebenfalls Herstellungskosten einspart. Im Gegensatz hierzu muss
herkömmlich ein Berührungsschutz manuell mit dem übrigen Zellmodul verbunden werden.
Die Erfindung hat des Weiteren den Vorteil, dass eine flexible Kunststofffolie, beispielsweise als Rollenmaterial, zur Ausbildung des Abdeckbauteils verwendet wird, was deutlich kostengünstiger ist als die herkömmliche Verwendung beispielsweise eines thermoformbaren Kunststoffrohlings. Die erfindungsgemäße Verwendung einer flexiblen Kunststofffolie zur Ausbildung des Abdeckbauteils geht zudem mit einer sehr hohen Flexibilität der
Herstellung bezüglich unterschiedlicher Zellmodulgrößen und damit unterschiedlich großer Abdeckbauteile einher.
Ein erfindungsgemäßes Zellkontaktierungssystem kann auch drei oder mehrere, insbesondere eine Vielzahl an elektrochemische(n) Zellen aufweisen, die paarweise elektrisch miteinander verschaltet sein können. Die elektrochemischen Zellen können beispielsweise als Lithium-Ionen- Speicherzellen, Lithium-Polymer-Speicherzellen oder einer Nickel- Metallhybrid-Speicherzellen ausgebildet sein.
Das Trägerbauteil kann kraft-, form- und/oder stoffschlüssig an dem übrigen Zellmodul festgelegt sein. Vorzugsweise ist das Trägerbauteil zerstörungsfrei von dem übrigen Zellmodul lösbar, um beispielsweise Inspektions- und/oder Wartungsarbeiten an dem Zellmodul vornehmen zu können. Das
Trägerbauteil kann auch zwei oder mehrere Zellverbinder tragen, mit denen wenigstens drei elektrochemische Zellen elektrisch miteinander verschaltbar sind. Das Trägerbauteil stellt ein ein- oder mehrteiliges Bauteil aus einem elektrisch isolierenden Material dar. Ferner kann das Trägerbauteil weitere Funktionen erfüllen, wie zum Beispiel die Isolation der Zellseitenwände.
Dass das Abdeckbauteil den wenigstens einen Zellverbinder auf einer den elektrochemischen Zellen abgewandten Seite abdeckt, soll bedeuten, dass der Zellverbinder von dieser Seite des Zellmoduls aus nicht zugänglich ist, so dass das Abdeckbauteil einen optimalen Berührungsschutz ausbildet.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Zellkontaktierungssystems bzw. des Abdeckbauteils kann zunächst ein Folienabschnitt vorgegebener Größe von einer Bevorratungsrolle abgezogen und anschließend von der übrigen Kunststofffolie abgetrennt werden. Danach kann der abgetrennte
Folienabschnitt bzw. die flexible Kunststofffolie gespannt werden, um sich im Wesentlichen in einer Ebene zu erstrecken. In diesem gespannten Zustand kann die flexible Kunststofffolie an dem Trägerbauteil angeordnet und anschließend teilweise stoffschlüssig mit dem Trägerbauteil verbunden werden. Einer oder mehrere dieser Arbeitsvorgänge, insbesondere alle Arbeitsvorgänge, können automatisiert durchgeführt werden. Das teilweise stoffschlüssige Verbinden des Abdeckbauteils mit dem Trägerbauteil erfolgt vorzugsweise derart, dass durch die stoffschlüssige Verbindung der gespannte Zustand des Abdeckbauteils weitestgehend dauerhaft
aufrechterhalten wird. Die stoffschlüssige Verbindung kann beispielsweise in Form von zwei parallel zueinander und beabstandet voneinander
verlaufenden Verbindungslinien gegeben sein. Alternativ kann die
stoffschlüssige Verbindung in Form einer geschlossenen, insbesondere eiförmigen, Verbindungslinie gegeben sein.
Die Ausbildung der stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Abdeckbauteil und dem Trägerbauteil kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen.
Beispielsweise kann die Stoff schlüssige Verbindung durch eine (thermische) Versiegelung, Verschweißung oder Verklebung ausgebildet werden. Eine solche Verschweißung kann beispielsweise durch Laserschweißen hergestellt werden. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Trägerbauteil einen Boden, an dem der Zellverbinder angeordnet ist, und eine zumindest teilweise umlaufend an dem Boden angeordnete, von den elektrochemischen Zellen weg weisende Seitenwand, wobei das Abdeckbauteil stoffschlüssig mit der Seitenwand verbunden ist. Über die teilweise oder vollständig umlaufend an dem Boden angeordnete Seitenwand kann das Abdeckbauteil beabstandet zu dem wenigstens einen Zellverbinder gehalten werden.
Nach einer alternativen weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Trägerbauteil einen Boden, an dem der Zellverbinder angeordnet ist, eine zumindest teilweise umlaufend an dem Boden angeordnete, von den elektrochemischen Zellen weg weisende erste Seitenwand und eine mit der ersten Seitenwand verbundene, die erste Seitenwand zumindest teilweise außen umlaufend in einem Abstand umschließende zweite Seitenwand, wobei die zweite Seitenwand die erste Seitenwand auf der von den
elektrochemischen Zellen abgewandten Seite überragt, und wobei das Abdeckbauteil wahlweise Stoff schlüssig mit einer der beiden Seitenwände verbunden ist. Über die teilweise oder vollständig umlaufend an dem Boden angeordnete erste Seitenwand bzw. die die erste Seitenwand teilweise oder vollständig außen umlaufend in einem Abstand umschließende zweite
Seitenwand kann das Abdeckbauteil beabstandet zu dem wenigstens einen Zellverbinder gehalten werden. Ist das Abdeckbauteil zunächst mit der zweiten Seitenwand verbunden, kann die stoffschlüssige Verbindung zwischen der zweiten Seitenwand und dem Abdeckbauteil bei Bedarf zumindest teilweise, insbesondere unter teilweiser Zerstörung des
Abdeckbauteils im Bereich der stoffschlüssigen Verbindung, gelöst werden. Anschließend kann der von der zweiten Seitenwand gelöste Abschnitt an einer anderen Stelle des Abschnitts stoffschlüssig mit der ersten Seitenwand verbunden werden. Dies ist insbesondere deshalb möglich, da die erste Seitenwand eine kleinere Fläche zur Anordnung des Abdeckbauteils definiert als die zweite Seitenwand. Folglich ist ein zumindest teilweises Entfernen und erneutes Anbringen des Abdeckbauteils an dem Trägerbauteil über eine weitere stoffschlüssige Verbindung möglich. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Abdeckbauteil stoffschlüssig mit einem freien Stirnende der Seitenwand verbunden ist. Das freie Stirnende der jeweiligen Seitenwand ist von außen sehr gut zugänglich, was die Herstellung der stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem
Abdeckbauteil und dem Trägerbauteil vereinfacht.
Ein erfindungsgemäßes Zellmodul umfasst wenigstens zwei elektrochemische Zellen und wenigstens ein Zellkontaktierungssystem zum elektrischen Verschalten der elektrochemischen Zellen miteinander, wobei das
Zellkontaktierungssystem nach einer der vorgenannten Ausgestaltungen oder einer beliebigen Kombination derselben ausgebildet ist.
Mit dem Zellmodul sind die oben mit Bezug auf das Zellkontaktierungssystem genannten Vorteile entsprechend verbunden. Das Zellmodul kann zur Ausbildung einer wiederaufladbaren Batterie eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs verwendet werden.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen eines Zellmoduls umfasst die Schritte:
Herstellen einer kompakten Baugruppe, die wenigstens zwei elektrochemischen Zellen und gegebenenfalls ein die elektrochemischen Zellen teilweise umfassendes Gehäuse aufweist;
Anordnen eines Trägerbauteils an den elektrochemischen Zellen, an dem wenigstens ein Zellverbinder zum elektrischen Verschalten der beiden elektrochemischen Zellen miteinander angeordnet ist;
stoffschlüssiges Verbinden des Zellverbinders mit jeweils einem elektrischen Anschluss der beiden elektrochemischen Zellen;
Anordnen eines aus einer flexiblen Kunststofffolie hergestellten Abdeckbauteils in einem gespannten Zustand an dem Trägerbauteil; und teilweises stoffschlüssiges Verbinden des Abdeckbauteils mit dem Trägerbauteil.
Mit dem Verfahren sind die oben mit Bezug auf das Zellkontaktierungssystem genannten Vorteile entsprechend verbunden. Das Herstellen der kompakten Baugruppe kann eine unmittelbar benachbarte Anordnung der
elektrochemischen Zellen in einer Reihe umfassen. Zusätzlich können die derart zusammengefassten elektrochemischen Zellen in einem die
elektrochemischen Zellen zumindest seitlich umfassenden Gehäuse angeordnet werden. Das Anordnen des Trägerbauteils an den
elektrochemischen Zellen bzw. dem Gehäuse kann ein form- und/oder kraftschlüssiges Verbinden, beispielsweise ein Verrasten, dieser Bauteile miteinander umfassen. Das stoffschlüssige Verbinden des Zellverbinders mit dem jeweiligen elektrischen Anschluss einer elektrochemischen Zelle kann durch einen Schweißvorgang erfolgen. Einige oder alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens können automatisiert durchgeführt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die flexible Kunststofffolie automatisiert von einer Bevorratungsrolle abgezogen und zur Herstellung des Abdeckbauteils abgelängt. Dies geht mit einer einfachen, flexiblen, automatisierten und kostengünstigen Herstellung des Abdeckbauteils einher.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Zellmodul; und
Figur 2 eine schematische Schnittdarstellung eines Details des in Figur 1 gezeigten Zellmoduls.
Figur 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Zellmodul 1 . Das Zellmodul 1 umfasst wenigstens zwei elektrochemische Zellen 2, von denen in Figur 1 nur eine gezeigt ist. Des Weiteren umfasst das Zellmodul 1 ein Zellkontaktierungssystem 3 zum elektrischen Verschalten der elektrochemischen Zellen 2 miteinander.
Das Zellkontaktierungssystem 3 umfasst ein an dem übrigen Zellmodul 4 festgelegtes Trägerbauteil 5 zum Tragen von wenigstens einem die beiden elektrochemischen Zellen 2 elektrisch miteinander verschaltenden
Zellverbinder 6.
Das Trägerbauteil 5 umfasst einen Boden 7, an dem der Zellverbinder 6 angeordnet ist. Des Weiteren umfasst das Trägerbauteil 5 eine umlaufend an dem Boden 7 angeordnete, von den elektrochemischen Zellen 2 weg weisende erste Seitenwand 8. Zudem umfasst das Trägerbauteil 5 eine mit der ersten Seitenwand 8 verbundene, die erste Seitenwand 8 außen umlaufend in einem Abstand umschließende zweite Seitenwand 9. Die zweite Seitenwand 9 kann die die erste Seitenwand 8 auf der von den
elektrochemischen Zellen 2 abgewandten Seite überragen oder auf gleicher Höhe ausgeführt sein. Die erste Seitenwand 8 ist über einen umlaufenden Steg 10 mit der zweiten Seitenwand 9 verbunden. Das Trägerbauteil 5 ist monolithisch ausgebildet.
Das Zellkontaktierungssystem 3 umfasst zudem ein den Zellverbinder 6 auf einer den elektrochemischen Zellen 2 abgewandten Seite und die
elektrochemischen Zellen 2 abdeckendes Abdeckbauteil 1 1 . Das
Abdeckbauteil 1 1 ist aus einer flexiblen Kunststofffolie hergestellt und in einem gespannten Zustand teilweise stoffschlüssig mit dem Trägerbauteil 5 verbunden. Insbesondere ist das Abdeckbauteil 1 1 umlaufend entlang einer geschlossenen Verbindungslinie stoffschlüssig mit der zweiten Seitenwand 9 verbunden. Dabei ist das Abdeckbauteil 1 1 über eine stoffschlüssige
Verbindung 13 mit einem freien Stirnende 12 der zweiten Seitenwand 9 verbunden.
Figur 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Details des in Figur 1 gezeigten Zellmoduls 1 . Dieser Darstellung sind zwei alternative Anordnungen des Abdeckbauteils 1 1 an dem Trägerbauteil 5 zu entnehmen, wobei das Abdeckbauteil 1 1 wahlweise stoffschlüssig mit einer der beiden Seitenwände 8 bzw. 9 verbunden ist. Das Abdeckbauteil 1 1 kann zunächst mit dem freien Stirnende 12 der zweiten Seitenwand 9 stoffschlüssig verbunden sein. Bei Bedarf kann die stoffschlüssige Verbindung 13 zwischen dem Abdeckbauteil 1 1 und der zweiten Seitenwand 9 zumindest teilweise gelöst oder das Abdeckbauteil 1 1 in diesem Bereich zerstört werden, um den Zellverbinder 6 und die elektrochemischen Zellen 2 zugänglich zu machen. Je nach
Ausführung kann entweder nur das Abdeckbauteil 1 1 zerstört werden oder das Abdeckbauteil zusammen mit dem Trägerbauteil 5. Wobei letzteres so zerstört wird, dass die zweite Seitenwand 9 danach nicht mehr vorhanden ist. Anschließend kann das Abdeckbauteil 1 1 dann stoffschlüssig mit dem freien Stirnende 12 der ersten Seitenwand 8 verbunden werden, wodurch das Abdeckbauteil 1 1 wiederverwendet werden kann.
Bezugszeicheniiste:
1 Zellmodul
2 elektrochemische Zelle
3 Zeiikontaktierungssystem
4 übriges Zellmodul
5 Trägerbauteil
6 Zellverbinder
7 Boden von 5
8 erste Seitenwand von 5
9 zweite Seitenwand von 5
10 Steg von 5
1 1 Abdeckbauteil
12 freies Stirnende von 8, 9
13 stoffschlüssige Verbindung

Claims

Patentansprüche:
1 . Zellkontaktierungssystem (3) für ein wenigstens zwei elektrochemische Zellen (2) umfassendes Zellmodul (1 ), aufweisend wenigstens ein an dem übrigen Zellmodul (4) festlegbares Trägerbauteil (5) zum Tragen von wenigstens einem die beiden elektrochemischen Zellen (2) elektrisch miteinander verschaltenden Zellverbinder (6) und wenigstens ein den Zellverbinder (6) auf einer den elektrochemischen Zellen (2) abgewandten Seite abdeckendes Abdeckbauteil (1 1 ), dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckbauteil (1 1 ) aus einer flexiblen Kunststofffolie hergestellt und in einem gespannten Zustand teilweise stoffschlüssig mit dem Trägerbauteil (5) verbunden ist.
2. Zellkontaktierungssystem (3) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerbauteil (5) einen Boden (7), an dem der Zellverbinder (6) angeordnet ist, und eine zumindest teilweise umlaufend an dem Boden (7) angeordnete, von den elektrochemischen Zellen (2) weg weisende Seitenwand (8) aufweist, wobei das Abdeckbauteil (1 1 ) stoffschlüssig mit der Seitenwand (8) verbunden ist.
3. Zellkontaktierungssystem (3) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerbauteil (5) einen Boden (7), an dem der Zellverbinder (6) angeordnet ist, eine zumindest teilweise umlaufend an dem Boden (7) angeordnete, von den elektrochemischen Zellen (2) weg weisende erste Seitenwand (8) und eine mit der ersten Seitenwand (8) verbundene, die erste Seitenwand (8) zumindest teilweise außen umlaufend in einem Abstand umschließende zweite Seitenwand (9) aufweist, wobei die zweite Seitenwand (9) die erste Seitenwand (8) auf der von den elektrochemischen Zellen (2) abgewandten Seite überragt, und wobei das Abdeckbauteil (1 1 ) wahlweise stoffschlüssig mit einer der beiden Seitenwände (8, 9) verbunden ist.
4. Zellkontaktierungssystem (3) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckbauteil (1 1 ) stoffschlüssig mit einem freien Stirnende (12) der Seitenwand (8, 9) verbunden ist.
5. Zellmodul (1 ) mit wenigstens zwei elektrochemische Zellen (2) und
wenigstens einem Zellkontaktierungssystem (3) zum elektrischen Verschalten der elektrochemischen Zellen (2) miteinander, dadurch gekennzeichnet, dass das Zellkontaktierungssystem (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 ausgebildet ist.
6. Verfahren zum Herstellen eines Zellmoduls (1 ), aufweisend die Schritte:
- Herstellen einer kompakten Baugruppe, die wenigstens zwei elektrochemischen Zellen (2) und gegebenenfalls ein die
elektrochemischen Zellen (2) teilweise umfassendes Gehäuse aufweist;
- Anordnen eines Trägerbauteils (5) an den elektrochemischen Zellen (2), an dem wenigstens ein Zellverbinder (6) zum elektrischen
Verschalten der beiden elektrochemischen Zellen (2) miteinander angeordnet ist;
- stoffschlüssiges Verbinden des Zellverbinders (6) mit jeweils einem elektrischen Anschluss der beiden elektrochemischen Zellen (2);
- Anordnen eines aus einer flexiblen Kunststofffolie hergestellten Abdeckbauteils (1 1 ) in einem gespannten Zustand an dem Trägerbauteil (5); und
- teilweises stoffschlüssiges Verbinden des Abdeckbauteils (1 1 ) mit dem Trägerbauteil (5).
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Kunststofffolie automatisiert von einer Bevorratungsrolle abgezogen und zur Herstellung des Abdeckbauteils (1 1 ) abgelängt wird.
PCT/EP2016/078509 2015-12-10 2016-11-23 Zellkontaktierungssystem, zellmodul und verfahren zum herstellen eines zellmoduls WO2017097589A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201680051635.1A CN108604651B (zh) 2015-12-10 2016-11-23 电池单元接触系统、电池单元模块及其制造方法
US16/003,671 US10593924B2 (en) 2015-12-10 2018-06-08 Cell contact-making system, cell module and method for producing a cell module

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015224785.6A DE102015224785A1 (de) 2015-12-10 2015-12-10 Zellkontaktierungssystem, Zellmodul und Verfahren zum Herstellen eines Zellmoduls
DE102015224785.6 2015-12-10

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US16/003,671 Continuation US10593924B2 (en) 2015-12-10 2018-06-08 Cell contact-making system, cell module and method for producing a cell module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017097589A1 true WO2017097589A1 (de) 2017-06-15

Family

ID=57391969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2016/078509 WO2017097589A1 (de) 2015-12-10 2016-11-23 Zellkontaktierungssystem, zellmodul und verfahren zum herstellen eines zellmoduls

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10593924B2 (de)
CN (1) CN108604651B (de)
DE (1) DE102015224785A1 (de)
WO (1) WO2017097589A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017215691A1 (de) * 2017-09-06 2019-03-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Hochvoltspeicher, Fahrzeug mit Hochvoltspeicher und Verfahren zur Herstellung eines Hochvoltspeichers
DE102019128924A1 (de) * 2019-10-25 2021-04-29 Audi Ag Batteriemodul für eine Hochvoltbatterie sowie Verfahren zum Zusammenbau eines solchen Batteriemoduls

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011076889A1 (de) * 2011-06-01 2012-12-06 Elringklinger Ag Deckel für eine elektrochemische Vorrichtung
DE102012205019A1 (de) * 2012-03-28 2013-10-02 Elringklinger Ag Zellkontaktierungssystem für eine elektrochemische Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines Zellkontaktierungssystems
DE102013207356A1 (de) * 2013-04-23 2014-10-23 Elringklinger Ag Verfahren zum Herstellen eines Zellkontaktierungssystems für eine elektrochemische Vorrichtung und Zellkontaktierungssystem

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4948187B2 (ja) * 2007-01-26 2012-06-06 プライムアースEvエナジー株式会社 積層薄型ヒータ、リード線付き積層薄型ヒータ、ヒータ付き電池構造体、及びヒータユニット
JP5745938B2 (ja) * 2011-05-30 2015-07-08 株式会社東芝 二次電池装置
KR101494589B1 (ko) * 2012-06-04 2015-02-17 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 전지용 포장 재료
DE102014205465A1 (de) 2014-03-24 2015-09-24 Te Connectivity Germany Gmbh Verbinder zur Verbindung von zellenförmigen elektrischen Elementen und Verfahren zur Installation eines solchen Verbinders auf einer Batterieeinheit

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011076889A1 (de) * 2011-06-01 2012-12-06 Elringklinger Ag Deckel für eine elektrochemische Vorrichtung
DE102012205019A1 (de) * 2012-03-28 2013-10-02 Elringklinger Ag Zellkontaktierungssystem für eine elektrochemische Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines Zellkontaktierungssystems
DE102013207356A1 (de) * 2013-04-23 2014-10-23 Elringklinger Ag Verfahren zum Herstellen eines Zellkontaktierungssystems für eine elektrochemische Vorrichtung und Zellkontaktierungssystem

Also Published As

Publication number Publication date
CN108604651A (zh) 2018-09-28
DE102015224785A1 (de) 2017-06-14
CN108604651B (zh) 2021-04-30
US10593924B2 (en) 2020-03-17
US20180294466A1 (en) 2018-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013200588B4 (de) Klappbarer rahmen für eine batteriezellenbaugruppe, batteriezellenbaugruppe sowie verfahren zum herstellen einer batteriezellenbaugruppe
DE102013210585A1 (de) Gehäusevorrichtung für zumindest eine Energiespeicherzelle und Verfahren zum Herstellen einer Gehäusevorrichtung für zumindest eine Energiespeicherzelle
WO2014140060A1 (de) Einhausung aus einer metallischen rahmenstruktur und einem kunststoffbauteil zum aufnehmen eines zellpakets
DE102013207536A1 (de) Zellblock mit Zellfixierung für eine Batterie und Verfahren zum Bestücken eines Zellblocks
DE102011101022A1 (de) Batteriepaket, Anordnung zur Halterung und Verfahren zur Herstellung eines Batteriepakets
DE112019001375T5 (de) Energiespeichergerät
DE102015200999A1 (de) Vorrichtungen und Verfahren zum Verbinden von Batteriezellen
DE102012213110B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Folienbatterie, Verfahren zur Vorbereitung eines Folienstapels sowie Lithium-Ionen-Batterieelement
DE102016225330A1 (de) Sammelschienenmodul und Herstellungsverfahren eines Sammelschienenmoduls
DE102013207535B4 (de) Polverbindungsblech für eine Batterie
DE102013214755A1 (de) Elektrisches Speicherelement und Verfahren zu seiner Herstellung
WO2011012201A1 (de) Batterie und verfahren zum herstellen einer batterie
WO2017097589A1 (de) Zellkontaktierungssystem, zellmodul und verfahren zum herstellen eines zellmoduls
DE102008039933B4 (de) Verbindungsvorrichtung zur Verbindung eines elektrischen Leiters mit einem Solarmodul und Verfahren zu ihrer Herstellung, sowie Solarmodul mit einer solchen Verbindungsvorrichtung
DE102021113487B3 (de) Fixierung der Stromschienen beim Schweißprozess
DE102017210744A1 (de) Elektrochemische Batteriezelle für ein Batteriemodul und Verfahren zur Herstellung einer Batteriezelle sowie Batteriemodul
DE102019118392A1 (de) Batterie für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug
WO2022199981A1 (de) Verfahren zum herstellen eines zellkontaktiersystems, elektrischer energiespeicher sowie kraftfahrzeug
DE102012221771A1 (de) Batteriezelle, Verfahren zur Herstellung einer Batteriezelle, Batterie und Kraftfahrzeug
DE102020119107A1 (de) Batterie für ein Kraftfahrzeug
DE102018215943A1 (de) Verfahren zum Fügen und elektrischen Kontaktieren von Einzelfolien eines Folienstapels und dessen Verwendung
DE102014200011A1 (de) Elektroden für Batteriezellen
DE102018204373A1 (de) Zellverbinder für ein Batteriemodul einer Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs, Batteriemodul, Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Herstellen eines Batteriemoduls
EP2745338A1 (de) Energiespeichervorrichtung und verfahren zur herstellung einer energiespeichervorrichtung
DE102016209234A1 (de) Batterie und Verfahren zur Herstellung derselben

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16800943

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16800943

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1