WO2020212066A1 - Verfahren zum herstellen einer batterieanordnung - Google Patents

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WO2020212066A1
WO2020212066A1 PCT/EP2020/057571 EP2020057571W WO2020212066A1 WO 2020212066 A1 WO2020212066 A1 WO 2020212066A1 EP 2020057571 W EP2020057571 W EP 2020057571W WO 2020212066 A1 WO2020212066 A1 WO 2020212066A1
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battery
tub
base
tray
thermal paste
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PCT/EP2020/057571
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Marten Tolk
Udo Mößner
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Atlas Copco Ias Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a battery arrangement according to the preamble of claim 1.
  • Batteries for electrically powered vehicles must store large amounts of energy and be able to be charged in a short time.
  • the battery heats up, especially when charging, and often has to be cooled.
  • a cooler is connected to the battery tray, which dissipates heat from the battery tray. Efficient cooling of the battery then requires that the battery and the battery tray are thermally coupled to one another.
  • a cavity between the battery and the battery tray is filled with a heat-conductive thermal paste that conducts heat generated in the battery to the tray, from where it is dissipated into the cooler.
  • the gap between the battery base and the tub base must be filled as large as possible with a layer of thermal paste extending from the battery base to the tub base.
  • thermal paste If too little thermal paste is applied, the thermal conductivity is insufficient. However, applying too large an amount of thermal paste is also disadvantageous since the thermal paste is very expensive.
  • the determination of the amount of thermal paste to be applied is made more difficult because the bottom of the tub is not ideally smooth and is subject to manufacturing tolerances. The battery base can also have unevenness due to manufacturing tolerances.
  • a method of the type mentioned at the beginning is known from DE 10 2017 204 412 A1. In this process, more filler material is applied to the bottom of the tub than is necessary to fill the gap in order to ensure complete wetting of the battery bottom. As a result, when the battery is inserted, excess material must be displaced.
  • this object is achieved by a method having the features of claim 1.
  • Advantageous further developments of the invention are the subject of the dependent claims.
  • a device with the features of the independent claim 16 is preferably used.
  • the invention is based on the idea of scanning the tub bottom before applying the thermal paste and measuring the distance between the tub bottom and a support plane spanned by support points at which the battery rests on the battery tub at least at several first measuring points.
  • the support points and thus the support level are assumed to be given. If the battery base is assumed to be the ideal flat surface, the width of the gap between the battery base and the tub base is determined by the distance between the tub base and the support plane, measured at as many first measuring points as possible.
  • the order of the heat Conductive paste then takes place as a function of the determined distances between the tub bottom and the support plane, so that more precise dosing of the thermal paste is possible.
  • the thermal paste is preferably applied to the bottom of the tub. However, it is also possible to apply the thermal paste to the bottom of the battery and to insert the battery with the thermal paste applied into the battery tray. A partial application to the tub bottom and the battery bottom is also conceivable.
  • a distance between the battery base and the support plane is measured at least at several second measurement points and the thermal paste is applied to the tub base in an amount that depends on the measured distances between the Battery bottom and the supporting surface is.
  • the thermal paste is applied to the tub base in an amount that depends on the measured distances between the Battery bottom and the supporting surface is.
  • the heat-conducting paste can then be applied at a height that, after inserting the battery into the battery tray and possibly pressing the material flat, corresponds to the distance between the respective first and second measurement point, if this is perpendicular lies above the first measuring point, or an approximately, for example by interpolation, determined distance between the respective first measuring point and a point on the battery base lying vertically above it.
  • a volume of the gap is at least approximately calculated by means of the first and optionally by means of the second measurement points, and the heat-conducting paste is applied to the tank bottom in an amount whose volume corresponds to the volume of the gap. speaks. A change in volume of the thermal grease due to a drying or curing process can also be taken into account.
  • the thermal paste can be applied over a large area and cover the tub bottom or the battery bottom completely or almost completely.
  • the thermal grease is applied in the form of at least one bead of material, the at least one bead of material not covering the entire tub bottom or the entire battery base, and that the at least one bead of material is used to fill the gap when the battery is inserted the battery tray is pressed flat between the tray bottom and the battery bottom.
  • the flat press of the at least one bead of material ensures that the gap is filled as uniformly as possible and that the bottom of the tub or the bottom of the battery is largely covered with the thermal paste.
  • the at least one bead of material is expediently applied in the area of the corners of the tub bottom or the battery bottom with a larger cross section than in the middle.
  • the heat-conducting paste can be applied in the form of a meandering or zigzag-shaped Materialrau pe or in the form of short beads of material, the latter can be shortened to the point shape.
  • the thermal paste is applied in the form of several beads of material running parallel to one another, the cross section of the bead of material preferably increasing and / or decreasing in a direction transverse to its longitudinal extension.
  • a thicker bead of material can be applied in the middle, the material of which is pressed outwards when the battery is inserted into the battery tray.
  • a bead of material with a large cross-section is applied along an edge along the edge delimiting the tub bottom, while beads of material with a smaller cross-section are applied parallel to this, the cross-section preferably decreasing in a direction away from the first-mentioned bead of material.
  • the cross-section of the material beads increases and / or decreases in the direction of their longitudinal extension, for example continuously decreases or only increases to a maximum and then decreases. This is particularly advantageous when the battery is inserted at an angle into the battery tray, i.e.
  • the thermal paste can be applied to the tub bottom and / or the battery bottom in the form of drops of material arranged at a distance from one another.
  • a combination of material beads and material drops is also possible.
  • the battery has at least two spaced apart angeord designated, the support points having paragraphs on which the battery rests with un underside support surfaces.
  • the battery can then be positioned particularly well-defined with respect to the battery tray.
  • a stationary measuring sensor can be used to measure the distance between the tub floor and the support plane.
  • a measuring sensor that scans the tub bottom is moved along the tub bottom.
  • the bottom of the tub can be scanned in a process step carried out separately from the application of the thermal paste.
  • the measuring sensor it is also possible for the measuring sensor to be moved together with an application device that applies the heat-conducting paste to the tub floor and to scan the floor before the heat-conducting paste is applied.
  • the measuring sensor then forwards the measured values or the determined distances between the tub bottom and the support plane directly to a control or regulating device which controls or regulates the application of the thermal paste.
  • the bottom of the tub is scanned and the thermal paste is applied in one operation.
  • volumetric flow of the heat-conducting paste emitted by the application device is varied as a function of the determined distances between the tub bottom and the support plane.
  • the position of the support plane in space is expediently specified or measured and saved and the measured values of the measuring sensor are related to the position of the support level in the room.
  • a contour of the thermal paste applied to the bottom of the tub is expediently measured and compared with calculated target values. This enables a subsequent check by means of an actual / target value comparison, so that it can be estimated whether the appropriate amount of thermal paste has been applied to the tank bottom.
  • the application device has an application nozzle which is movable with respect to the base of the tub and to which the measuring sensor is preferably mechanically connected so that it is always moved with the application nozzle.
  • the measuring sensor scans the bottom of the tub before the thermal paste is applied and is set up to determine the distance to the bottom of the tub.
  • a control or regulating device is part of the application device. This is set up to determine the distance from at least a number of first measurement points on the tub floor to the support plane, which is spanned by support points of the battery on the battery tub.
  • the control or regulating device controls or regulates the volume flow of the thermal grease emitted by the application nozzle as a function of the distance between the tray bottom and the support plane, measured at least at the first measuring points, in order to minimize the gap between the battery bottom and the tray bottom as completely as possible and without wasting material to fill.
  • 1 shows a battery arrangement during assembly in a schematic representation
  • 2a, 2b, 2c three variants of a bead of material according to a first Aussch approximately example in plan view
  • 3a, 3b, 3c an arrangement of beaded material according to a second exemplary embodiment in a plan view and in two side views from different directions of view and un
  • 4a, 4b, 4c show an arrangement of beaded material according to a third exemplary embodiment in a top view and in two side views from different viewing directions.
  • the battery assembly 10 shown in Fig. 1 is intended for use as Energyspei cher in an electrically powered motor vehicle. It has a rechargeable battery 12 and a battery tray 14 that is open at the top for receiving the battery 12.
  • the battery tray 14 has a tray base 16 and circumferential tray walls 18 that protrude from the tray base 16.
  • On the tub bottom 16 two paragraphs 20 are arranged opposite one another at a distance, on which the battery 12 rests in the assembled state with lower-side bearing surfaces 22.
  • the support surfaces 22 and the paragraphs 20 each span a reference plane, the reference planes coinciding in the assembled state to form a support plane 24 which is spanned by the support points on which the battery 12 rests on the battery tray 14.
  • the trough bottom 16 is coated with a heat-conducting paste that forms a layer between the trough bottom 16 and the the tub bottom 16 facing the battery bottom 26 largely fills the remaining gap and good heat conduction from the battery bottom 26 to the tub bottom 16 made light.
  • the width of the gap is determined by the distance between the tub base 16 and the support plane 24 and the distance between the battery base 26 and the support plane 24, whereby both the tub base 16 and the battery base 26 are subject to manufacturing tolerances and are not ideally flat.
  • the trough bottom 16 is scanned by means of a measuring sensor and it is at least at several first measuring points Distance of the tub bottom 16 from the support plane 24 is determined. Furthermore, the battery bottom 26 is also scanned by means of the measuring sensor, and the distance between the battery bottom 26 and the support plane 24 is determined at least at a number of second measuring points. The amount of thermal paste applied is then varied as a function of the determined distances between the tub base 16 and the battery base 26 at the first and the second measuring points from the support plane 24, so that the amount of thermal paste applied fills the gap as completely as possible, while as little as possible unnecessary amounts of the expensive thermal paste can be applied. According to FIGS.
  • the heat-conducting paste is applied to the tub bottom 16 in the form of a bead 28 of material which, in the variant according to FIG. 2a, has a zigzag shape.
  • the zigzag shape is modified so that enough thermal paste is applied in the corners 30 of the tub bottom 16 shown below in the drawing due to an additionally applied partial bead 32 extending towards the corners 30.
  • the bead of material 28 has an F1 shape in plan view and extends far in the direction of the four corners 30 of the trough bottom 16.
  • a plurality of mutually parallel material beads 28 are also broadband conditions on the tub bottom 16.
  • the material bead 28 on the left edge of FIG. 4b has the largest cross-section, and the cross-section of the material beads 28 is reduced continuously away from this bead of material 28, just as the cross-section in the longitudinal direction of the bead of material 28 continuously decreases from one end to the other (cf. FIG. 4c).
  • the battery 12 When inserting the battery 12 into the battery tray 14, the battery 12 is used in the Ausry approximately variants according to Fig. 2a, b, c and Fig. 3a, b, c with approximate to the tub bottom 16 running parallel to the battery bottom 26, and it is from thermal paste the center of the tub bottom 16 is displaced towards its edges and corners 30 when the beads 28 of material are flattened.
  • the battery 12 is inserted into the battery tray 14 in such a way that the battery base 26 is initially arranged at an acute angle to the tray bottom 16 and in the area of the material beads 28 with a larger cross-section initially closer to the tray bottom 16 is arranged so that thermal grease is displaced from there towards the center of the tub floor 16 and beyond when the battery bottom 26 is tilted to the ultimately parallel extension with respect to the tub bottom 16.
  • the battery 12 is always inserted into the battery tray 14 in such a way that the battery base 26 first rests on it in the area of the thermal paste applied at a greater height.
  • the invention relates to a method for producing a battery arrangement 10 which has a battery tray 14 having a tray bottom 16 and a battery 12 accommodated in the battery tray 14, the battery 12 spanning the support points on the battery tray 14 on a support plane 24 rests and wherein, before the battery 12 is inserted into the battery tray 14, a thermal conductive paste is applied to the tray bottom 16 and / or the battery bottom 26 to at least partially fill a gap between a battery bottom 26 facing the tray bottom 16 and the tray bottom 16.
  • a distance between the tub bottom 16 and the support plane 24 is determined at least at several first measurement points and that the thermal paste is applied in an amount to the Tub bottom 16 and / or the battery bottom 26 is applied, which is level 24 depending on the determined distances between the tub bottom 16 and the support.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Batterieanordnung (10), die eine einen Wannenboden (16) aufweisende Batteriewanne (14) und eine in der Batteriewanne (14) aufgenommene Batterie (12) aufweist, wobei die Batterie (12) an eine Auflageebene (24) aufspannenden Auflagepunkten auf der Batteriewanne (14) aufliegt und wobei vor dem Einsetzen der Batterie (12) in die Batteriewanne (14) zum zumindest teilweisen Ausfüllen eines Spalts zwischen einem dem Wannenboden (16) zugewandten Batterieboden (26) und dem Wannenboden (16) eine Wärmeleitpaste auf den Wannenboden (16) und/oder den Batterieboden (26) aufgetragen wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass vor dem Auftragen der Wärmeleitpaste ein Abstand zwischen dem Wannenboden (16) und der Auflageebene (24) zumindest an mehreren ersten Messpunkten ermittelt wird und dass die Wärmeleitpaste in einer Menge auf den Wannenboden (16) und/oder den Batterieboden (26) aufgetragen wird, die abhängig von den ermittelten Abständen zwischen dem Wannenboden (16) und der Auflageebene (24) ist.

Description

Verfahren zum Herstellen einer Batterieanordnunq
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Batterieanordnung ge mäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Batterien für elektrisch betriebene Kraftfahrzeuge müssen große Mengen Energie speichern und in kurzer Zeit geladen werden können. Insbesondere beim Laden erwärmt sich die Batterie und muss oftmals gekühlt werden. Zu diesem Zweck ist an die die Batterie aufnehmende Batteriewanne ein Kühler angeschlossen, der Wärme von der Batteriewanne ableitet. Eine effiziente Kühlung der Batterie setzt dann voraus, dass die Batterie und die Batteriewanne thermisch miteinander ge- koppelt sind. Zu diesem Zweck wird ein Hohlraum zwischen der Batterie und der Batteriewanne mit einer Wärme sehr gut leitenden Wärmeleitpaste ausgefüllt, die in der Batterie entstehende Wärme zur Wanne ableitet, von wo aus sie in den Kühler abgeleitet wird. Um eine möglichst gute Wärmeleitung zu erzielen, muss der Spalt zwischen dem Batterieboden und dem Wannenboden möglichst groß- flächig mit einer sich vom Batterieboden zum Wannenboden erstreckenden Schicht der Wärmeleitpaste ausgefüllt werden. Wird zu wenig Wärmeleitpaste aufgetragen, ist die Wärmeleitung ungenügend. Der Auftrag einer zu großen Menge an Wärmeleitpaste ist jedoch ebenfalls nachteilig, da die Wärmeleitpaste sehr teuer ist. Die Festlegung der aufzutragenden Menge an Wärmeleitpaste wird zusätzlich dadurch erschwert, dass der Wannenboden nicht ideal glatt ist und Fertigungstoleranzen unterliegt. Auch der Batterieboden kann aufgrund von Ferti gungstoleranzen Unebenheiten aufweisen. Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist aus der DE 10 2017 204 412 A1 bekannt. Bei diesem Verfahren wird mehr Füllmaterial auf den Wannenboden aufgebracht als zum Ausfüllen des Spalts erforderlich ist, um eine vollständige Benetzung des Batteriebodens zu gewährleisten. Dies hat zur Folge, dass beim Einsetzen der Batterie überschüssiges Material verdrängt werden muss. Aus der DE 10 2018 005 234 A1 ist ein Verfahren zum Fierstellen einer Batterieanordnung bekannt, bei dem die Flöhe des Spalts zwischen dem Wannenboden und dem Batterieboden indirekt über eine Messung der Flöhe der einzelnen Batteriezellen bestimmt wird. Eine ähnliche Lösung lehrt die DE 10 2013 007 252 B3. Das dort beschriebene Verfahren sieht vor, dass Wärmeleitpaste auf die Unterseiten von Energiespeichern aufgetragen wird, während diese mit ihren Oberseiten auf einer Ausrichtfläche aufliegen. Die Ausrichtfläche steht aber in keiner Beziehung zum Wannenboden.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass der Auftrag von Wärmeleitpaste verbessert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegen stand der abhängigen Ansprüche. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver fahrens wird vorzugsweise eine Vorrichtung mit den Merkmalen des nebengeord- neten Anspruchs 16 herangezogen.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, vor dem Auftrag der Wärmeleitpaste den Wannenboden abzutasten und zumindest an mehreren ersten Messpunkten den Abstand zwischen dem Wannenboden und einer durch Auflagepunkte, an denen die Batterie auf der Batteriewanne aufliegt, aufgespannten Auflageebene zu messen. Die Auflagepunkte und damit die Auflageebene werden dabei als vor gegeben angenommen. Wird der Batterieboden als ideale ebene Fläche ange nommen, so ist die Breite des Spalts zwischen dem Batterieboden und dem Wan nenboden durch den an möglichst vielen ersten Messpunkten gemessenen Ab stand des Wannenbodens zur Auflageebene bestimmt. Der Auftrag der Wärme- leitpaste erfolgt dann in Abhängigkeit von den ermittelten Abständen zwischen dem Wannenboden und der Auflageebene, so dass eine genauere Dosierung der Wärmeleitpaste möglich ist. Die Wärmeleitpaste wird vorzugsweise auf den Wan nenboden aufgetragen. Es ist jedoch auch möglich, die Wärmeleitpaste auf den Batterieboden aufzutragen und die Batterie mit aufgetragener Wärmeleitpaste in die Batteriewanne einzusetzen. Auch ein jeweils teilweiser Auftrag auf den Wan nenboden und den Batterieboden ist denkbar.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vor dem Aufträgen der Wärmeleitpaste auch ein Abstand zwischen dem Batterieboden und der Auf- lageebene zumindest an mehreren zweiten Messpunkten gemessen und die Wärmeleitpaste wird in einer Menge auf den Wannenboden aufgetragen, die ab hängig von den gemessenen Abständen zwischen dem Batterieboden und der Auflagefläche ist. Auf diese Weise können auch fertigungsbedingte Unebenheiten des Batteriebodens berücksichtigt werden und die aufgetragene Menge an Wär- meleitpaste an diese Unebenheiten angepasst werden. Dabei ist es möglich, dass jedem ersten Messpunkt nach dem Einsetzen der Batterie in die Batteriewanne ein senkrecht über ihm liegender zweiter Messpunkt zugeordnet ist. In den Berei chen zwischen den ersten und den zweiten Messpunkten kann dann die Wärme leitpaste mit einer Höhe aufgetragen werden, die nach Einsetzen der Batterie in die Batteriewanne und gegebenenfalls Plattdrücken des Materials dem Abstand zwischen dem jeweiligen ersten und dem zweiten Messpunkt entspricht, wenn dieser senkrecht über dem ersten Messpunkt liegt, oder einem näherungsweise, beispielsweise durch Interpolation, ermittelten Abstand zwischen dem jeweiligen ersten Messpunkt und einem senkrecht über ihm liegenden Punkt auf dem Batte- rieboden.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird mittels der ersten und der gegebenenfalls mittels der zweiten Messpunkte ein Volumen des Spalts zumin dest näherungsweise berechnet und die Wärmeleitpaste wird in einer Menge auf den Wannenboden aufgetragen, deren Volumen dem Volumen des Spalts ent- spricht. Dabei kann zudem eine Volumenänderung der Wärmeleitpaste durch ei nen Trocknungs- oder Aushärteprozess berücksichtigt werden.
Die Wärmeleitpaste kann flächig aufgetragen werden und den Wannenboden bzw. den Batterieboden vollständig oder nahezu vollständig bedecken. Es wird jedoch bevorzugt, dass die Wärmeleitpaste in Form von mindestens einer Materi alraupe aufgetragen wird, wobei die mindestens eine Materialraupe nicht den ge samten Wannenboden oder den gesamten Batterieboden bedeckt, und dass die mindestens eine Materialraupe zum Ausfüllen des Spalts beim Einsetzen der Bat terie in die Batteriewanne zwischen dem Wannenboden und dem Batterieboden plattgedrückt wird. Dabei wird die Tatsache ausgenutzt, dass die Wärmeleitpaste nach dem Aufträgen zumindest für eine begrenzte Zeit zähflüssig ist. Das Platt drücken der mindestens einen Materialraupe sorgt für ein möglichst gleichmäßi ges Ausfüllen des Spalts und eine weitgehend flächige Bedeckung des Wannen bodens bzw. des Batteriebodens mit der Wärmeleitpaste. Um die flächige Bede ckung mit der Wärmeleitpaste zu verbessern, wird die mindestens eine Material raupe zweckmäßig im Bereich der Ecken des Wannenbodens bzw. des Batterie bodens mit einem größeren Querschnitt aufgetragen als in der Mitte. Die Wärme leitpaste kann in Form einer mäandrierenden bzw. zickzackförmigen Materialrau pe oder in Form kurzen Materialraupen aufgetragen werden, wobei letztere bis zur Punktform verkürzt sein können. Es ist jedoch auch möglich, dass die Wärme leitpaste in Form von mehreren, parallel zueinander verlaufenden Materialraupen aufgetragen wird, wobei der Querschnitt der Materialraupe vorzugsweise in einer Richtung quer zu deren Längserstreckung zu- und/oder abnimmt. Beispielsweise kann mittig eine dickere Materialraupe aufgetragen werden, deren Material beim Einsetzen der Batterie in die Batteriewanne nach außen gepresst wird. Es ist aber auch möglich, dass an einem Rand entlang zur den Wannenboden begrenzenden Kante eine Materialraupe mit großem Querschnitt aufgetragen wird, während pa rallel zu dieser Materialraupen mit geringerem Querschnitt aufgetragen werden, wobei der Querschnitt vorzugsweise in einer Richtung weg von der erstgenannten Materialraupe abnimmt. Zudem ist es möglich, dass der Querschnitt der Material raupen in Richtung ihrer Längserstreckung zu- und/oder abnimmt, beispielsweise kontinuierlich abnimmt oder erst bis zu einem Maximum zunimmt und dann ab nimmt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Batterie schräg in die Bat teriewanne eingesetzt wird, also mit einem spitzen Winkel zwischen dem Batte rieboden und dem Wannenboden, wobei die Batterie so eingesetzt wird, dass der Batterieboden zuerst im Bereich des größten Materialquerschnitts aufgesetzt wird und das Material hin zu den kleineren Materialquerschnitten verdrängt. Auch eine Kombination verschiedener Raupengeometrien ist möglich. Zudem kann die Wärmeleitpaste in Form von im Abstand zueinander angeordneten Materialtrop fen auf den Wannenboden und /oder den Batterieboden aufgetragen werden.
Auch eine Kombination von Materialraupen und Materialtropfen ist möglich.
Zweckmäßig weist die Batterie mindestens zwei im Abstand zueinander angeord nete, die Auflagepunkte aufweisende Absätze auf, auf denen die Batterie mit un terseitigen Auflageflächen aufliegt. Die Batterie kann dann besonders gut definiert bezüglich der Batteriewanne positioniert werden.
Zur Messung des Abstands zwischen dem Wannenboden und der Auflageebene kann ein ortsfester Messsensor verwendet werden. Zweckmäßig wird aber ein den Wannenboden abtastender Messsensor über den Wannenboden an diesem entlang bewegt. Das Abtasten des Wannenbodens kann in einem vom Auftrag der Wärmeleitpaste zeitlich getrennt durchgeführten Verfahrensschritt erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, dass der Messsensor zusammen mit einer die Wärmeleit paste auf den Wannenboden auftragenden Auftragseinrichtung bewegt wird und den Boden vor dem Auftrag der Wärmeleitpaste abtastet. Der Messsensor gibt dann die Messwerte bzw. die ermittelten Abstände zwischen dem Wannenboden und der Auflageebene direkt an eine Steuer- oder Regeleinrichtung weiter, die den Auftrag der Wärmeleitpaste steuert oder regelt. Das Abtasten des Wannen bodens und der Auftrag der Wärmeleitpaste erfolgen dann in einem Arbeitsgang. Dabei ist es möglich, dass der von der Auftragseinrichtung abgegebene Volu menstrom der Wärmeleitpaste in Abhängigkeit von den ermittelten Abständen zwischen dem Wannenboden und der Auflageebene variiert wird. Zweckmäßig wird die Position der Auflageebene im Raum vorgegeben oder gemessen und gespeichert und die Messwerte des Messsensors werden auf die Position der Auf lageebene im Raum bezogen.
Zur Kontrolle des Auftrags der Wärmeleitpaste wird zweckmäßig eine Kontur der auf den Wannenboden aufgetragenen Wärmeleitpaste vermessen und mit be- rechneten Sollwerten verglichen. Dies ermöglicht eine nachträgliche Kontrolle mittels eines Ist-Soll-Wert-Vergleichs, so dass abgeschätzt werden kann, ob die passende Menge an Wärmeleitpaste auf den Wannenboden aufgetragen wurde.
Die erfindungsgemäße Auftragsvorrichtung weist eine bezüglich des Wannenbo dens bewegliche Auftragsdüse auf, mit der der Messsensor vorzugsweise mecha- nisch verbunden ist, so dass er stets mit der Auftragsdüse bewegt wird. Der
Messsensor tastet den Wannenboden vor dem Auftrag der Wärmleitpaste ab und ist eingerichtet, den Abstand zum Wannenboden zu bestimmen. Desweiteren ist eine Steuer- oder Regeleinrichtung Bestandteil der Auftragsvorrichtung. Diese ist eingerichtet, den Abstand von zumindest einer Anzahl erster Messpunkte am Wannenboden zur Auflageebene zu bestimmen, die von Auflagepunkten der Bat terie auf der Batteriewanne aufgespannt wird. Zudem steuert oder regelt die Steuer- oder Regeleinrichtung den von der Auftragsdüse abgegebenen Volumen strom der Wärmeleitpaste in Abhängigkeit vom zumindest an den ersten Mess punkten gemessenen Abstand des Wannenbodens zur Auflageebene, um den Spalt zwischen dem Batterieboden und dem Wannenboden möglichst vollständig und ohne Verschwendung von Material zu füllen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand in der Zeichnung schematisch darge stellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine Batterieanordnung bei der Montage in schematischer Darstellung; Fig. 2a, 2b, 2c drei Varianten einer Materialraupe gemäß einem ersten Ausfüh rungsbeispiel in Draufsicht; Fig. 3a, 3b, 3c eine Anordnung von Materialraupen gemäß einem zweiten Aus führungsbeispiel in Draufsicht und in zwei Seitenansichten aus un terschiedlichen Blickrichtungen und
Fig. 4a, 4b, 4c eine Anordnung von Materialraupen gemäß einem dritten Aus- führungsbeispiel in Draufsicht und in zwei Seitenansichten aus un terschiedlichen Blickrichtungen.
Die in Fig. 1 gezeigte Batterieanordnung 10 ist für den Einsatz als Energiespei cher in einem elektrisch betriebenen Kraftfahrzeug bestimmt. Sie weist eine wie deraufladbare Batterie 12 und eine nach oben offene Batteriewanne 14 zur Auf- nähme der Batterie 12 auf. Die Batteriewanne 14 weist einen Wannenboden 16 und vom Wannenboden 16 hochstehende, umlaufende Wannenwände 18 auf. Am Wannenboden 16 sind einander im Abstand gegenüberliegend zwei Absätze 20 angeordnet, auf denen die Batterie 12 im montierten Zustand mit unterseitigen Auflageflächen 22 aufliegt. Die Auflageflächen 22 sowie die Absätze 20 spannen jeweils eine Referenzebene auf, wobei die Referenzebenen im montierten Zu stand zu einer Auflageebene 24 zusammen fallen, welche durch die Auflagepunk te aufgespannt wird, an denen die Batterie 12 auf der Batteriewanne 14 aufliegt.
Um Wärme von der Batterie 12 zur Batteriewanne 14 und von dieser zu einem nicht dargestellten Kühler ableiten zu können, wird vor dem Einsetzen der Batte- rie 12 in die Batteriewanne 14 der Wannenboden 16 mit einer Wärmeleitpaste beschichtet, die einen zwischen dem Wannenboden 16 und dem dem Wannen boden 16 zugewandten Batterieboden 26 freibleibenden Spalt weitgehend ausfüllt und eine gute Wärmeleitung vom Batterieboden 26 zum Wannenboden 16 ermög licht. Die Breite des Spalts wird vom Abstand des Wannenbodens 16 zur Aufla- geebene 24 und vom Abstand des Batteriebodens 26 zur Auflageebene 24 fest gelegt, wobei sowohl der Wannenboden 16 als auch der Batterieboden 26 Ferti gungstoleranzen unterliegen und nicht ideal eben sind. Aus diesem Grund wird vor dem Auftrag der Wärmeleitpaste der Wannenboden 16 mittels eines Mess sensors abgetastet und es wird zumindest an mehreren ersten Messpunkten der Abstand des Wannenbodens 16 von der Auflageebene 24 bestimmt. Desweiteren wird auch der Batterieboden 26 mittels des Messsensors abgetastet, und es wird zumindest an einer Anzahl von zweiten Messpunkten der Abstand des Batterie bodens 26 von der Auflageebene 24 bestimmt. Die Menge der aufgetragenen Wärmeleitpaste wird dann in Abhängigkeit von den ermittelten Abständen des Wannenbodens 16 und des Batteriebodens 26 an den ersten bzw. den zweiten Messpunkten von der Auflageebene 24 variiert, so dass die aufgetragene Menge an Wärmeleitpaste den Spalt möglichst vollständig ausfüllt, während möglichst keine überflüssigen Mengen der teuren Wärmeleitpaste aufgetragen werden. Gemäß Fig. 2a, b, c wird die Wärmeleitpaste in Form einer Materialraupe 28 auf den Wannenboden 16 aufgetragen, die in der Variante gemäß Fig. 2a eine Zick zack-Form aufweist. In der Variante gemäß Fig. 2b ist die Zickzack-Form so modi fiziert, dass auch in den in der Zeichnung unten dargestellten Ecken 30 des Wannenbodens 16 aufgrund einer zusätzlich aufgetragenen, sich in Richtung zu den Ecken 30 erstreckenden Teilraupe 32 genügend Wärmeleitpaste aufgetragen wird. Bei der Variante gemäß Fig. 2c weist die Materialraupe 28 in Draufsicht eine Fl-Form auf und erstreckt sich jeweils weit in Richtung zu den vier Ecken 30 des Wannenbodens 16.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3a, 3b, 3c werden mehrere parallel zuei- nander verlaufende Materialraupen 28 auf den Wannenboden 16 aufgetragen. Wie aus Fig. 3b ersichtlich, weist die Materialraupe 28 in der Mitte den größten Querschnitt auf, und der Querschnitt der Materialraupen 28 verringert sich konti nuierlich in Richtung von der mittleren Materialraupe 28 weg. Wie aus Fig. 3c er sichtlich, nimmt der Querschnitt der Materialraupen 28 in deren Längsrichtung von deren Mitte zu den Enden hin kontinuierlich ab
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4a, 4b werden ebenfalls mehrere parallel zueinander verlaufende Materialraupen 28 auf den Wannenboden 16 aufgetra gen. Die Materialraupe 28 am linken Rand gemäß Fig. 4b weist dabei den größ ten Querschnitt auf, und der Querschnitt der Materialraupen 28 verringert sich kontinuierlich von dieser Materialraupe 28 weg, ebenso wie der Querschnitt in Längsrichtung der Materialraupen 28 von einem Ende zum anderen kontinuierlich abnimmt (vgl. Fig. 4c).
Beim Einsetzen der Batterie 12 in die Batteriewanne 14 wird bei den Ausfüh rungsvarianten gemäß Fig. 2a, b, c und Fig. 3a, b, c die Batterie 12 mit annä hernd zum Wannenboden 16 parallel verlaufendem Batterieboden 26 eingesetzt, und es wird Wärmeleitpaste von der Mitte des Wannenbodens 16 zu dessen Rändern und Ecken 30 hin verdrängt, wenn die Materialraupen 28 plattgedrückt werden. Bei den Ausführungsvarianten gemäß Fig. 4a, b, c wird die Batterie 12 so in die Batteriewanne 14 eingesetzt, dass der Batterieboden 26 zunächst in einem spitzen Winkel zum Wannenboden 16 angeordnet ist und im Bereich der Material raupen 28 mit größerem Querschnitt zunächst näher am Wannenboden 16 ange ordnet ist, so dass Wärmeleitpaste von dort aus in Richtung zur Mitte des Wan nenbodens 16 und darüber hinaus verdrängt wird, wenn der Batterieboden 26 bis zur letztendlich parallelen Erstreckung bezüglich des Wannenbodens 16 gekippt wird. Allgemein wird die Batterie 12 stets so in die Batteriewanne 14 eingesetzt, dass der Batterieboden 26 zunächst im Bereich der mit größerer Höhe aufgetra genen Wärmeleitpaste auf dieser aufsitzt.
Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Batterieanordnung 10, die eine einen Wannenboden 16 aufweisende Batteriewanne 14 und eine in der Batteriewanne 14 aufgenommene Batterie 12 aufweist, wobei die Batterie 12 an eine Auflageebene 24 aufspannen den Auflagepunkten auf der Batteriewanne 14 aufliegt und wobei vor dem Einset zen der Batterie 12 in die Batteriewanne 14 zum zumindest teilweisen Ausfüllen eines Spalts zwischen einem dem Wannenboden 16 zugewandten Batterieboden 26 und dem Wannenboden 16 eine Wärmeleitpaste auf den Wannenboden 16 und/oder den Batterieboden 26 aufgetragen wird. Erfindungsgemäß ist vorgese hen, dass vor dem Aufträgen der Wärmeleitpaste ein Abstand zwischen dem Wannenboden 16 und der Auflageebene 24 zumindest an mehreren ersten Messpunkten ermittelt wird und dass die Wärmeleitpaste in einer Menge auf den Wannenboden 16 und/oder den Batterieboden 26 aufgetragen wird, die abhängig von den ermittelten Abständen zwischen dem Wannenboden 16 und der Auflage ebene 24 ist.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Herstellen einer Batterieanordnung (10), die eine einen
Wannenboden (16) aufweisende Batteriewanne (14) und eine in der Batte riewanne (14) aufgenommene Batterie (12) aufweist, wobei die Batterie (12) an eine Auflageebene (24) aufspannenden Auflagepunkten auf der Batte- riewanne (14) aufliegt und wobei vor dem Einsetzen der Batterie (12) in die
Batteriewanne (14) zum zumindest teilweisen Ausfüllen eines Spalts zwi schen einem dem Wannenboden (16) zugewandten Batterieboden (26) und dem Wannenboden (16) eine Wärmeleitpaste auf den Wannenboden (16) und/oder den Batterieboden (26) aufgetragen wird, dadurch gekennzeich- net, dass vor dem Aufträgen der Wärmeleitpaste ein Abstand zwischen dem
Wannenboden (16) und der Auflageebene (24) zumindest an mehreren ers ten Messpunkten ermittelt wird und dass die Wärmeleitpaste in einer Menge auf den Wannenboden (16) und/oder den Batterieboden (26) aufgetragen wird, die abhängig von den ermittelten Abständen zwischen dem Wannen- boden (16) und der Auflageebene (24) ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Auf trägen der Wärmeleitpaste ein Abstand zwischen dem Batterieboden (26) und der Auflageebene (24) zumindest an mehreren zweiten Messpunkten gemessen wird und dass die Wärmeleitpaste in einer Menge auf den Wan- nenboden (16) und/oder den Batterieboden (26) aufgetragen wird, die ab hängig von den gemessenen Abständen zwischen dem Batterieboden (26) und der Auflageebene (24) ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedem ersten Messpunkt nach dem Einsetzen der Batterie (12) in die Batteriewanne (14) ein vorzugsweise senkrecht über ihm liegender zweiter Messpunkt zugeord net ist.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der ersten und gegebenenfalls mittels der zweiten Messpunkte ein Volumen des Spalts zumindest näherungsweise berechnet wird und dass die Wärmeleitpaste in einer Menge auf den Wannenboden (16) und/oder den Batterieboden (26) aufgetragen wird, deren Volumen, ge- gebenenfalls nach einem Trocknungs- oder Aushärteprozess, dem Volumen des Spalts entspricht.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitpaste in Form von mindestens einer Material raupe (28) auf den Wannenboden (16) und/oder den Batterieboden (26) aufgetragen wird, wobei die mindestens eine Materialraupe (28) nicht den gesamten Wannenboden (16) oder den gesamten Batterieboden (26) be deckt, und dass die mindestens eine Materialraupe (28) zum Ausfüllen des Spalts beim Einsetzen der Batterie (12) in die Batteriewanne (14) zwischen dem Wannenboden (16) und dem Batterieboden (26) platt gedrückt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Materialraupe (28) im Bereich der Ecken (30) des Wannenbodens (16) und/oder des Batteriebodens (26) einen größeren Querschnitt aufweist.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitpaste in Form von mindestens einer zickzack-förmigen Material- raupe (28) auf den Wannenboden (16) und/oder den Batterieboden (26) aufgetragen wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitpaste in Form von mehreren, parallel zueinander verlau fenden Materialraupen (28) auf den Wannenboden (16) und/oder den Batte rieboden (26) aufgetragen wird, wobei der Querschnitt der Materialraupen (28) in Richtung ihrer Längserstreckung und/oder in einer Richtung quer zu deren Längserstreckung zu- und/oder abnimmt.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitpaste in Form von im Abstand zueinander an geordneten Materialtropfen auf den Wannenboden (16) und/oder den Batte- rieboden (26) aufgetragen wird.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriewanne (14) mindestens zwei im Abstand zuei nander angeordnete, die Auflagepunkte aufweisende Absätze (20) aufweist, auf denen die Batterie (12) mit unterseitigen Auflageflächen (22) aufliegt.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung des Abstands zwischen dem Wannenboden (16) und der Auflageebene (24) ein den Wannenboden (16) abtastender Messsensor über den Wannenboden (16) an diesem entlang bewegt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mess- sensor zusammen mit einer die Wärmeleitpaste auf den Wannenboden (16) auftragenden Auftragseinrichtung bewegt wird und den Wannenboden (16) vor dem Auftrag der Wärmeleitpaste abtastet.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Auftragseinrichtung abgegebene Volumenstrom der Wärmeleitpaste in Ab- hängigkeit von den ermittelten Abständen zwischen dem Wannenboden (16) und der Auflageebene (24) variiert wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Auflageebene (24) im Raum vorgegeben oder gemes sen und gespeichert wird und dass die Messwerte des Messsensors auf die Position der Auflageebene (24) im Raum bezogen werden.
15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontur der auf den Wannenboden (16) aufgetragenen Wärmeleitpaste vermessen und mit berechneten Sollwerten verglichen wird.
16. Vorrichtung zum Aufträgen einer Wärmeleitpaste auf den Wannenboden (16) einer Batteriewanne (14), die zur Aufnahme einer Batterie (12) bestimmt ist, mit einer bezüglich des Wannenbodens (16) beweglichen Auftragsdüse, mit einem vorzugsweise mit der Auftragsdüse mechanisch verbundenen Messsensor zum Abtasten des Wannenbodens (16) vor dem Auftrag der Wärmeleitpaste, der eingerichtet ist, den Abstand zum Wannenboden (16) zu bestimmen, und mit einer Steuer- oder Regeleinrichtung, die eingerichtet ist, den Abstand von zumindest einer Anzahl erster Messpunkte am Wan nenboden (16) zu einer Auflageebene (24), die von Auflagepunkten der Bat terie (12) auf der Batteriewanne (14) aufgespannt wird, zu bestimmen und den von der Auftragsdüse abgegebenen Volumenstrom der Wärmeleitpaste in Abhängigkeit vom zumindest an den ersten Messpunkten gemessenen Abstand des Wannenbodens (16) zur Auflageebene (24) zu steuern oder zu regeln.
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