WO2022214503A1

WO2022214503A1 - Verfahren zum herstellen eines batteriemoduls, batteriemodul und vorrichtung zum herstellen eines batteriemoduls

Info

Publication number: WO2022214503A1
Application number: PCT/EP2022/059037
Authority: WO
Inventors: Jochen Hantschel
Original assignee: Elringklinger Ag
Priority date: 2021-04-09
Filing date: 2022-04-05
Publication date: 2022-10-13
Also published as: DE102021203549A1; EP4320679A1

Abstract

Um ein Verfahren zum Herstellen eines Batteriemoduls bereitzustellen, mit welchem ein Batteriemodul, welches vorzugsweise eine erhöhte Haltbarkeit aufweist, einfach und kostengünstig herstellbar ist, wird erfindungsgemäß vor- geschlagen, dass das Verfahren Folgendes umfasst: - Bereitstellen mehrerer Batteriezellen, welche vorzugsweise als Rund- zellen ausgebildet sind; - Vergießen der Batteriezellen mit einem Vergussmaterial, wobei das Vergussmaterial nach dem Vergießen vorzugsweise aushärtet und/oder vernetzt und durch Aushärten und/oder Vernetzen des Verguss- materials ein Vergusskörper gebildet wird.

Description

Verfahren zum Herstellen eines Batteriemoduls, Batteriemodul und Vorrichtung zum Herstellen eines Batteriemoduls

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Batterie moduls.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Batteriemoduls bereitzustellen, mit welchem ein Batterie modul, welches vorzugsweise eine erhöhte Haltbarkeit aufweist, einfach und kostengünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Herstellen eines Batteriemoduls mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Das Verfahren zum Herstellen eines Batteriemoduls umfasst vorzugsweise Folgendes:

Bereitstellen mehrerer Batteriezellen, welche vorzugsweise als Rund zellen ausgebildet sind;

Vergießen der Batteriezellen mit einem Vergussmaterial, wobei das Vergussmaterial nach dem Vergießen vorzugsweise aushärtet und/oder vernetzt und durch Aushärten und/oder Vernetzen des Verguss materials ein Vergusskörper gebildet wird.

Das Vergussmaterial umfasst beispielsweise ein Polyurethanmaterial oder ein Epoxidharzmaterial oder ist daraus gebildet.

Beispielsweise ist es denkbar, dass das Vergussmaterial ein Einkomponenten material, ein Zweikomponentenmaterial oder ein Mehrkomponentenmaterial ist. Günstig kann es beispielsweise sein, wenn das Vergussmaterial ein Zwei komponentenmaterial mit einem Härter, insbesondere einem Vernetzungs mittel, ist.

Der Begriff "insbesondere" wird im Rahmen dieser Beschreibung und der bei gefügten Ansprüche vorzugsweise zur Beschreibung fakultativer Merkmale verwendet.

Günstig kann es insbesondere sein, wenn das Vergussmaterial wärmehärtend und/oder feuchtigkeitshärtend ausgebildet ist.

Vorzugsweise weist das Vergussmaterial eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf.

Eine Wärmeleitfähigkeit des Vergussmaterials ist vorzugsweise größer als ungefähr 0,5 W/m*K, beispielsweise größer als ungefähr 0,7 W/m*K.

Vorzugsweise sind die Batteriezellen kreiszylindrische Batteriezellen, insbesondere kreiszylindrische Rundzellen.

Die Batteriezellen sind vorzugsweise zumindest näherungsweise rotations symmetrisch zu einer Längsachse derselben ausgebildet.

Zur elektrischen Kontaktierung umfasst jede der Batteriezellen vorzugsweise zwei Zellpole, welche im Bereich eines Zellkopfs der Batteriezellen angeordnet sind.

Die Batteriezellen umfassen vorzugsweise jeweils einen Zellkopf und einen Zellfuß.

Der Zellkopf und der Zellfuß einer jeweiligen Batteriezelle sind vorzugsweise an einander abgewandten Enden der Batteriezellen angeordnet. Günstig kann es sein, wenn die Batteriezellen jeweils ein Zellgehäuse umfassen, in welchem ein Zellwickel angeordnet ist.

Das Zellgehäuse einer Batteriezelle umfasst vorzugsweise einen Zellkopf deckel, einen Zellfußboden und einen Zellmantel.

Das Zellgehäuse einer Batteriezelle ist vorzugsweise aus einem metallischen Material gebildet, beispielsweise aus Stahl.

Vorzugswiese weist das Zellgehäuse einen Korrosionsschutz auf.

Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Batteriezellen vor dem Vergießen mittels einer Haltevorrichtung relativ zueinander, insbe sondere im Wesentlichen parallel zueinander, und/oder relativ zu der Halte vorrichtung positioniert werden.

Die Batteriezellen werden mittels der Haltevorrichtung vorzugsweise derart relativ zueinander positioniert, dass Längsachsen der Batteriezellen im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.

Die Batteriezellen werden insbesondere derart parallel zueinander angeordnet, dass die Batteriezellen möglichst dicht gepackt angeordnet werden.

Günstig kann es sein, wenn die Batteriezellen mit einer Packungsdichte im Bereich von ungefähr 60% bis ungefähr 90% angeordnet werden, beispiels weise mit einer Packungsdichte im Bereich von ungefähr 70% bis ungefähr 80%.

Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Batteriezellen zum Positionieren derselben in der Haltevorrichtung in einer parallel zu den Längsachsen der Batteriezellen verlaufenden Richtung geführt sind. Die Batteriezellen sind dabei insbesondere mittels einer Führungs- und/oder Ausrichtvorrichtung der Haltevorrichtung geführt.

Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Batteriezellen mittels der Haltevorrichtung derart positioniert werden, dass Zellköpfe der Batteriezellen im Wesentlichen in einer Positionierebene angeordnet sind.

Die Batteriezellen können in einer parallel zu ihren Längsachsen verlaufenden Richtung Längentoleranzen aufweisen.

Es ist beispielsweise möglich, dass die Batteriezellen in der parallel zu ihren Längsachsen verlaufenden Richtung Längentoleranzen von ungefähr 0,5 mm aufweisen.

Vorzugsweise kann durch Anordnen der Zellköpfe der Batteriezellen in einer Positionierebene ein elektrisches Verbinden der Batteriezellen mittels Zell verbindern, insbesondere ein Bonden der Batteriezellen, erleichtert und/oder beschleunigt werden.

Vorzugsweise kann somit ein Ausgleich von Längentoleranzen der Batterie zellen im Bereich der Zellköpfe der Batteriezellen erreicht werden.

Eine Längentoleranz der Batteriezellen wirkt sich dabei vorzugsweise nur im Bereich der Zellfüße der Batteriezellen aus.

Insbesondere werden die Batteriezellen mittels der Haltevorrichtung derart positioniert, dass Zellkopfdeckel der Zellgehäuse der Batteriezellen im Wesentlichen in einer Positionierebene angeordnet sind.

Eine Abweichung der Zellköpfe der Batteriezellen und/oder der Zellkopfdeckel der Zellgehäuse der Batteriezellen von der Positionierebene beträgt vorzugs weise höchstens ungefähr 0,2 mm, insbesondere höchstens ungefähr 0,1 mm. Die Batteriezellen eines Batteriemoduls werden vorzugsweise mittels Zell verbindern elektrisch parallel und/oder in Reihe miteinander verschaltet.

Ein Zellverbinder umfasst beispielsweise eine Bondverbindung und/oder eine Schweißverbindung oder wird durch diese gebildet.

Für diese elektrische Verschaltung mittels der Zellverbinder ist es vorteilhaft, wenn ein Abstand zwischen den Zellpolen benachbarter Batteriezellen konstant ausgebildet ist und/oder wenn Zellköpfe der Batteriezellen um einen möglichst geringen Betrag von der Positionierebene abweichen.

Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Batteriezellen mittels der Haltevorrichtung an ihren Zellköpfen gehalten und/oder gegriffen werden.

Günstig kann es sein, wenn die Batteriezellen mittels der Haltevorrichtung nur an einem oberen Endbereich ihres Zellgehäuses gehalten und/oder gegriffen werden.

Unter einem oberen Endbereich des Zellgehäuses der Batteriezellen wird im Rahmen dieser Beschreibung und der beigefügten Ansprüche insbesondere ein Endbereich verstanden, welcher den Zellkopf der Batteriezellen umfasst oder an diesen angrenzt.

Insbesondere werden die Batteriezellen mittels der Haltevorrichtung nur an dem Zellkopfdeckel und/oder nur an einem oberen Endbereich des Zellmantels eines jeweiligen Zellgehäuses gehalten und/oder gegriffen, beispielsweise an höchstens ungefähr 25% einer Oberfläche des Zellmantels an dem oberen Endbereich des Zellgehäuses.

Günstig kann es insbesondere sein, wenn die Batteriezellen mittels der Halte vorrichtung nur an dem Zellkopfdeckel eines jeweiligen Zellgehäuses gehalten und/oder gegriffen werden. Die Haltevorrichtung umfasst dabei vorzugsweise mehrere Halteelemente, wobei ein jeweiliges Halteelement derart ausgebildet ist, dass jeweils eine Batteriezelle an dem Zellkopfdeckel des Zellgehäuses der Batteriezelle gehalten und/oder gegriffen werden kann.

Eine Oberfläche eines Halteelements der Haltevorrichtung, welche beim Halten und/oder Greifen einer Batteriezelle mit einem Zellkopf der Batteriezelle und/oder mit einem Zellkopfdeckel eines Zellgehäuses der Batteriezelle in Kontakt gebracht wird, ist vorzugsweise im Wesentlichen komplementär zu einer Oberfläche der Batteriezelle am Zellkopf und/oder einer Oberfläche des Zellkopfdeckels des Zellgehäuses der Batteriezelle ausgebildet.

Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Batteriezellen mittels der Haltevorrichtung magnetisch, elektromagnetisch, pneumatisch oder mechanisch gehalten und/oder gegriffen werden.

Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Batteriezellen mittels der Haltevorrichtung so lange gehalten werden, bis das Verguss material derart vernetzt ist, dass eine Position der Batteriezellen relativ zueinander und/oder relativ zu einer Gießform fixiert ist.

Günstig kann es beispielsweise sein, wenn die Batteriezellen mittels der Halte vorrichtung mindestens ungefähr 5 Minuten, beispielsweise mindestens unge fähr 10 Minuten, gehalten werden, während das Vergussmaterial aushärtet und/oder vernetzt.

Die Batteriezellen werden mittels der Haltevorrichtung beispielsweise so lange gehalten, bis das Vergussmaterial zu mindestens ungefähr 60%, beispiels weise zu mindestens ungefähr 70%, vorzugsweise zu mindestens ungefähr 80%, vernetzt und/oder ausgehärtet ist. Eine Ausrichtung der Batteriezellen relativ zueinander und/oder relativ zu der Gießform wird vorzugsweise durch das Aushärten und/oder Vernetzen des Ver gussmaterials fixiert.

Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass a) die Batteriezellen und der Vergusskörper nach dem Aushärten und/oder Vernetzen des Vergussmaterials aus der Gießform entnommen werden; oder b) die Batteriezellen und der Vergusskörper nach dem Aushärten und/oder Vernetzen des Vergussmaterials in der Gießform verbleiben und mit dieser ein Verbundbauteil bilden.

Die Gießform wird dabei insbesondere von dem Batteriemodul entfernt.

Wenn die Batteriezellen und der Vergusskörper nach dem Vernetzen und/oder Aushärten des Vergussmaterials aus der Gießform entnommen werden, kann vorgesehen sein, dass die Gießform vor dem Einbringen des Vergussmaterials mit einem Trennmaterial ausgekleidet wird, beispielsweise mit einem Folien material.

Günstig kann es beispielsweise sein, wenn die Gießform vor dem Einbringen des Vergussmaterials mit einer Tiefziehfolie ausgekleidet wird, welche nach dem Entfernen der Gießform an dem Batteriemodul verbleibt.

Das Trennmaterial, insbesondere das Folienmaterial, beispielsweise die Tief ziehfolie, bildet dabei vorzugsweise einen Teil des Batteriemoduls.

Wenn die Batteriezellen und der Vergusskörper nach dem Vernetzen und/oder Aushärten des Vergussmaterials in der Gießform verbleiben, bildet die Gieß form vorzugsweise einen Teil des Batteriemoduls. Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Batteriezellen vor dem Vergießen mittels der Haltevorrichtung derart relativ zu einer Gieß form positioniert werden, dass die Batteriezellen von einem Boden der Gieß form beabstandet sind.

Günstig kann es insbesondere sein, wenn die Batteriezellen vor dem Vergießen mittels der Haltevorrichtung derart relativ zu der Gießform positioniert werden, dass ein Zellfuß der Batteriezellen und/oder ein Zellfußboden der Zell gehäuse der Batteriezellen von dem Boden der Gießform beabstandet ist.

Die Gießform wird vorzugsweise durch eine Wanne gebildet, beispielsweise durch eine metallische Wanne.

Die Wanne umfasst beispielsweise einen Boden und/oder eine ringförmig geschlossene Seitenwandung.

Der Boden der Wanne umfasst beispielsweise ein metallisches Material oder ist aus diesem gebildet.

Alternativ dazu ist es denkbar, dass die Wanne ein metallisches Material um fasst oder aus diesem gebildet ist.

Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Haltevor richtung mittels einer Anschlagvorrichtung derart an einer Gießform mittelbar oder unmittelbar anschlagen wird, dass die Haltevorrichtung in einer vorge gebenen Position relativ zu der Gießform positionierbar wird.

Die Anschlagvorrichtung wird vorzugsweise derart eingestellt, dass bei einer maximalen Länge der Batteriezellen, insbesondere an einem oberen Längen toleranzbereich, ein Mindestabstand der Batteriezellen von dem Boden der Gießform eingehalten wird, insbesondere ein Mindestabstand eines Zellfußes der Batteriezellen und/oder eines Zellfußbodens der Zellgehäuse der Batterie zellen von dem Boden der Gießform. Die Haltevorrichtung wird zur Einstellung eines vorgegebenen Abstands beispielsweise an einen Rand der Gießform angelegt, insbesondere mittels der Anschlagvorrichtung.

Günstig kann es sein, wenn die Gießform einen Anschlag umfasst, an welchem die Anschlagvorrichtung anschlagbar ist.

Alternativ oder ergänzend dazu kann vorgesehen sein, dass die Haltevor richtung mittels einer Positioniervorrichtung relativ zu der Gießform positioniert wird.

Der Mindestabstand der Batteriezellen von dem Boden der Gießform, insbe sondere der Mindestabstand eines Zellfußes der Batteriezellen und/oder eines Zellfußbodens der Zellgehäuse der Batteriezellen von dem Boden der Gieß form, entspricht vorzugsweise einer minimalen Dicke des Vergussmaterials, welches zwischen dem Boden der Gießform und den Batteriezellen angeordnet ist.

Der Mindestabstand der Batteriezellen von dem Boden der Gießform, insbe sondere der Mindestabstand eines Zellfußes der Batteriezellen und/oder eines Zellfußbodens der Zellgehäuse der Batteriezellen von dem Boden der Gieß form, beträgt vorzugsweise mindestens ungefähr 0,3 mm, beispielsweise mindestens ungefähr 0,4 mm.

Ein Höchstabstand der Batteriezellen von dem Boden der Gießform, insbe sondere ein Höchstabstand eines Zellfußes der Batteriezellen und/oder eines Zellfußbodens der Zellgehäuse der Batteriezellen von dem Boden der Gieß form, beträgt vorzugsweise höchstens ungefähr 1,5 mm, beispielsweise höchstens ungefähr 1,0 mm.

Der Höchstabstand der Batteriezellen von dem Boden der Gießform, insbe sondere der Höchstabstand eines Zellfußes der Batteriezellen und/oder eines Zellfußbodens der Zellgehäuse der Batteriezellen von dem Boden der Gieß form, entspricht vorzugsweise einer maximalen Dicke des Vergussmaterials, welches zwischen dem Boden der Gießform und den Batteriezellen angeordnet ist.

Eine Dicke des Vergussmaterials, welches zwischen dem Boden der Gießform und den Batteriezellen angeordnet ist, liegt beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 0,3 mm bis ungefähr 1,5 mm, vorzugsweise im Bereich von ungefähr 0,4 mm bis ungefähr 1,0 mm.

Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Batteriezellen vor dem Vergießen mittels der Haltevorrichtung derart positioniert werden, dass ein minimaler Zellabstand benachbarter Batteriezellen, insbesondere ein minimaler Abstand der Zellmäntel der Zellgehäuse benachbarter Batterie zellen, mindestens ungefähr 0,3 mm, vorzugsweise mindestens ungefähr 0,7 mm, und/oder höchstens ungefähr 2,0 mm, vorzugsweise höchstens ungefähr 1,3 mm, ist.

Vorzugsweise kann durch einen derartigen minimalen Zellabstand eine besonders hohe Energiedichte des Batteriemoduls erreicht werden.

Der minimale Zellabstand zwischen benachbarten Batteriezellen ist vorzugs weise an ein Kapillarverhalten des Vergussmaterials angepasst. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein minimaler Zellabstand zwischen benachbarten Batteriezellen und/oder eine Viskosität des Vergussmaterials derart auf einander abgestimmt sind, dass das Vergussmaterial zwischen den Batterie zellen auf die gewünschte Höhe ansteigt, bevor es aushärtet.

Günstig kann es beispielsweise sein, wenn das Vergussmaterial eine Viskosität, insbesondere eine Mischungsviskosität, von höchstens ungefähr 5000 mPas, vorzugsweise von höchstens ungefähr 2000 mPas, aufweist. Vorzugsweise ist durch einen geringen Zellabstand eine engere Anordnung der Batteriezellen und damit eine höhere Energiedichte eines Batteriemoduls erreichbar.

Aufgrund der geringen Abstände benachbarter Batteriezellen, insbesondere der Zellmäntel der Zellgehäuse benachbarter Batteriezellen, können auf das Batteriemodul wirkende Kräfte, beispielsweise auf das Batteriemodul wirkende Biegekräfte, vorzugsweise von einem Zellgehäuse einer Batteriezelle auf das Zellgehäuse einer benachbarten Batteriezelle übertragen werden.

Vorzugsweise kann dabei eine Biegesteifigkeit eines Batteriemoduls gegenüber dem Stand der Technik um einen Faktor von ungefähr 2 bis ungefähr 10 ange hoben werden.

Eigenresonanzfrequenzen eines Batteriemoduls sind dabei vorzugsweise gegenüber dem Stand der Technik ebenfalls um einen Faktor von ungefähr 2 bis ungefähr 10 erhöht.

Insbesondere kann dabei die Zuverlässigkeit und/oder Lebensdauer von Bond verbindungen und/oder Schweißverbindungen erhöht werden, mittels welcher die Batteriezellen des Batteriemoduls elektrisch miteinander verbunden werden.

Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass a) die Batteriezellen mittels der Haltevorrichtung elektrisch voneinander isoliert sind, während die Batteriezellen mittels der Haltevorrichtung gehalten und/oder gegriffen werden; und/oder b) die Haltevorrichtung gegenüber den Batteriezellen elektrisch isoliert ist, während die Batteriezellen mittels der Haltevorrichtung gehalten und/oder gegriffen werden. Vorzugsweise umfasst die Haltevorrichtung eine elektrische Isolationsvor richtung zur elektrischen Isolation der Haltevorrichtung gegenüber den Batteriezellen.

Die Haltevorrichtung und/oder die elektrische Isolationsvorrichtung sind vor zugsweise derart ausgebildet, dass die Batteriezellen voneinander elektrisch isoliert sind, während die Batteriezellen mittels der Haltevorrichtung gehalten und/oder gegriffen werden.

Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Batteriezellen mittels des Vergussmaterials mit einem, vorzugsweise mit mehreren, beispielsweise zwei, Montageelementen vergossen werden, welche vorzugs weise zur Festlegung eines Batteriemoduls an einem Gehäuse einer Batterie vorrichtung ausgebildet sind.

Die Batteriezellen werden insbesondere mit den Montageelementen vergossen, wenn die Batteriezellen und der Vergusskörper nach dem Vernetzen und/oder Aushärten des Vergussmaterials aus der Gießform entnommen werden.

Beispielsweise ist es denkbar, dass ein Batteriemodul nur mittels der Montageelemente an einem Gehäuse einer Batterievorrichtung festlegbar ist.

Günstig kann es sein, wenn die Montageelemente einen Vergussabschnitt umfassen, mittels welchem die Montageelemente mit dem Vergussmaterial vergossen werden, und/oder wenn die Montageelemente einen Montage abschnitt umfassen, mit welchem die Montageelemente an einem Gehäuse einer Batterievorrichtung festlegbar sind, beispielsweise an einer Befestigungs schiene des Gehäuses.

Der Vergussabschnitt eines Montageelements umfasst vorzugsweise mehrere Hinterschneidungselemente, welche derart ausgebildet sind, dass sich der Ver gussabschnitt des Montageelements und der Vergusskörper nach dem Ver gießen der Batteriezellen hinterschneiden. Der Vergussabschnitt des Montageelements und der Vergusskörper sind mittels der Hinterschneidungselemente vorzugsweise formschlüssig mit einander verbunden.

Vorzugsweise kann dabei ein sicherer Halt des Vergussabschnitts in dem Ver gusskörper ermöglicht werden.

Günstig kann es beispielsweise sein, wenn die Hinterschneidungselemente Durchtrittsöffnungen in dem Vergussabschnitt des Montageelements sind.

Der Montageabschnitt eines Montageelements umfasst vorzugsweise ein oder mehrere Formschlusselemente, welche formschlüssig, beispielsweise puzzle artig, mit einer Befestigungsschiene eines Gehäuses einer Batterievorrichtung verbindbar sind.

Alternativ oder ergänzend dazu kann vorgesehen sein, dass der Montage abschnitt eines Montageelements jeweils ein oder mehrere Befestigungs elemente umfasst, welche beispielsweise als Durchtrittsöffnungen in dem Montageabschnitt ausgebildet sind.

Beispielsweise ist der Montageabschnitt eines Montageelements mit einer Befestigungsschiene eines Gehäuses einer Batterievorrichtung verschraubbar.

Die Montageelemente sind beispielsweise Profilelemente, beispielsweise Blech winkel.

Aus Platzgründen kann vorgesehen sein, dass eine Materialstärke der Profil elemente, insbesondere der Blechwinkel, höchstens ungefähr 2 mm beträgt.

Die Montageelemente werden beim Vergießen der Batteriezellen vorzugsweise an der Gießform festgelegt, beispielsweise mittels eines oder mehrerer Nieder halter. Alternativ oder ergänzend dazu ist es möglich, dass die Montageelemente zum Festlegen derselben an der Gießform mit der Gießform verschraubt werden.

Durch Festlegen der Montageelemente an der Gießform kann vorzugsweise ein Abstand der Montageelemente relativ zu der Gießform, beispielsweise relativ zu einer Seitenwandung der Gießform und/oder relativ zu einem Boden der Gießform, fixiert werden.

Vorzugsweise kann so ein passgenauer Einbau eines Batteriemoduls ermög licht werden.

Günstig kann es sein, wenn ein Montageelement eine Temperiervorrichtung zum Temperieren der Batteriezellen umfasst oder bildet.

Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass ein Montageelement eine Temperierkanalstruktur umfasst, durch welche ein Temperiermedium geleitet werden kann.

Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Verguss material zum Vergießen der Batteriezellen in eine Gießform eingebracht wird, wobei vorzugsweise a) zunächst das Vergussmaterial in die Gießform eingebracht wird und anschließend die Batteriezellen in das Vergussmaterial hineingedrückt werden; oder b) zunächst die Batteriezellen zumindest teilweise in der Gießform ange ordnet werden und anschließend das Vergussmaterial in die Gießform eingebracht wird.

Die Batteriezellen werden mittels der Haltevorrichtung dabei vorzugsweise in einer parallel zu den Längsachsen der Batteriezellen verlaufenden Richtung in das Vergussmaterial hineingedrückt oder in der Gießform angeordnet. Das Vergussmaterial wird zum Einbringen in die Gießform vorzugsweise in flüssiger Form in die Gießform eingegossen.

Wenn das Vergussmaterial in die Gießform eingebracht wird und anschließend die Batteriezellen in das Vergussmaterial eingebracht werden, werden die Batteriezellen vorzugsweise in das noch flüssige Vergussmaterial hineinge drückt.

Wenn zunächst die Batteriezellen zumindest teilweise in der Gießform ange ordnet werden, wird das Vergussmaterial in flüssiger Form vorzugsweise in die Gießform so eingegossen, dass es um die Batteriezellen herum fließt.

Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Verguss material nach dem Einbringen desselben in die Gießform mit einem Unterdrück beaufschlagt wird, insbesondere nachdem die Batteriezellen mit dem Verguss material in Kontakt gebracht werden.

Unter einem Unterdrück wird im Rahmen dieser Beschreibung und der beige fügten Ansprüche insbesondere ein unter dem Umgebungsdruck liegender Druck verstanden.

Vorzugsweise wird das Vergussmaterial mit einem Unterdrück beaufschlagt, während das Vergussmaterial noch flüssig und/oder fließfähig ist.

Durch Beaufschlagen des Vergussmaterials mit einem Unterdrück werden vor zugsweise Gasblasen aus dem Vergussmaterial entfernt.

Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Batteriezellen beim Vergießen derselben zu mindestens ungefähr 10%, vorzugsweise zu mindestens ungefähr 25%, und/oder zu höchstens ungefähr 90%, vorzugs weise zu höchstens ungefähr 75%, bezogen auf ihre Länge in das Verguss material eingebracht werden. Eine Länge einer Batteriezelle ist vorzugsweise eine parallel zu der Längsachse der Batteriezelle genommene Länge.

Eine Vergusshöhe des Vergussmaterials wird vorzugsweise unter Abwägung der folgenden Optimierungsparameter ausgewählt:

Gesamtmasse des Batteriemoduls; und/oder thermische Kopplung der Zellköpfe der Batteriezellen mit dem Verguss material; und/oder zu erzielende mechanische Steifigkeit des Batteriemoduls.

Vorzugsweise ist durch Vergrößern der Vergusshöhe eine mechanische Steifig keit des Batteriemoduls vergrößerbar.

Durch eine verbesserte thermische Kopplung der Zellköpfe der Batteriezellen mit dem Vergussmaterial ist vorzugsweise Wärme effektiver von den Zell köpfen abführbar.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Batteriemodul.

Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein Batteriemodul bereitzustellen, welches vorzugsweise eine erhöhte Haltbarkeit aufweist und einfach und kostengünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Batteriemodul mit den Merk malen des Anspruchs 17 gelöst.

Das Batteriemodul ist insbesondere ein Batteriemodul, welches nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Batteriemoduls hergestellt ist.

Das Batteriemodul umfasst vorzugsweise Folgendes: mehrere Batteriezellen, welche vorzugsweise als Rundzellen ausgebildet sind; einen Vergusskörper aus einem Vergussmaterial, mittels welchem die Batteriezellen vergossen sind, wobei Zellköpfe der Batteriezellen im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet sind.

Das erfindungsgemäße Batteriemodul weist vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Batteriemoduls beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.

Ferner weist das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Batteriemoduls vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit erfindungsgemäßen Batteriemodul beschrieben Merkmale und/oder Vor teile auf.

Das Vergussmaterial und/oder der Vergusskörper dienen vorzugsweise zur mechanischen Fixierung der Batteriezellen und/oder zur elektrischen Isolierung der Batteriezellen.

Günstig kann es ferner sein, wenn das Vergussmaterial zur Abführung von Wärme von den Batteriezellen ausgebildet ist.

Batteriezellen des Batteriemoduls sind vorzugsweise mittels mehrerer Zell verbinder, beispielsweise mittels mehrerer Bondverbindungen und/oder Schweißverbindungen, elektrisch miteinander verbunden.

Ein erfindungsgemäß hergestelltes Batteriemodul ist vorzugsweise biegesteif ausgebildet.

Durch eine hohe Biegesteifigkeit des Batteriemoduls kann vorzugsweise eine erhöhte Zuverlässigkeit der Bondverbindungen und/oder Schweißver bindungen erreicht werden. Das Batteriemodul umfasst beispielsweise eine Wanne, in welcher der Ver gusskörper angeordnet ist und/oder welche den Vergusskörper mehrseitig, vorzugsweise fünfseitig abdeckt.

Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass der Vergusskörper mehrseitig, vorzugsweise fünfseitig, von einem Folienmaterial, beispielsweise von einer Tiefziehfolie, abgedeckt ist.

Bei einer Ausgestaltung des Batteriemoduls ist vorgesehen, dass der Verguss körper des Batteriemoduls in einer Gießform angeordnet ist und mit der Gieß form ein Verbundbauteil bildet.

Bei einer Ausgestaltung des Batteriemoduls ist vorgesehen, dass der Verguss körper formschlüssig mit einem oder mehreren, beispielsweise zwei, Montageelementen verbunden ist.

Günstig kann es sein, wenn die Montageelemente einen Vergussabschnitt um fassen, mittels welchem die Montageelemente mit dem Vergussmaterial ver gossen sind, und/oder wenn die Montageelemente einen Montageabschnitt umfassen, mittels welchem die Montageelemente an einem Gehäuse einer Batterievorrichtung festlegbar ist, beispielsweise an einer Befestigungsschiene des Gehäuses.

Der Vergussabschnitt eines Montageelements ist insbesondere in das Verguss material des Vergusskörpers eingebettet.

Beispielsweise ist es denkbar, dass jeweils ein Montageelement parallel zu einer langen Nebenseite des Batteriemoduls angeordnet ist. Der Vergussabschnitt eines Montageelements umfasst vorzugsweise mehrere Hinterschneidungselemente, welche derart ausgebildet sind, dass sich der Ver gussabschnitt des Montageelements und der Vergusskörper nach dem Ver gießen der Batteriezellen hinterschneiden.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Herstellen eines Batteriemoduls.

Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, eine Vor richtung zum Herstellen eines Batteriemoduls bereitzustellen, mittels welcher ein Batteriemodul, welches vorzugsweise eine erhöhte Haltbarkeit aufweist, einfach und kostengünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Herstellen eines Batteriemoduls mit den Merkmalen des Anspruchs 20 gelöst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen eines Batteriemoduls dient insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Her stellen eines Batteriemoduls.

Die Vorrichtung zum Herstellen eines Batteriemoduls umfasst vorzugsweise Folgendes: eine Haltevorrichtung, welche ein oder mehrere Halteelemente zum Halten und/oder Greifen jeweils einer Batteriezelle umfasst, wobei ein jeweiliges Halteelement derart ausgebildet ist, dass jeweils eine Batteriezelle an einem Zellkopf derselben gehalten und/oder gegriffen werden kann, beispielsweise magnetisch, elektromagnetisch, pneumatisch oder mechanisch.

Günstig kann es sein, wenn die Halteelemente magnetische Halteelemente oder elektromagnetische Halteelemente sind. Wenn die Halteelemente magnetische Halteelemente oder elektromagnetische Halteelemente sind, kann das Vergussmaterial vorzugsweise mit einem Unter drück beaufschlagt werden, insbesondere ohne dass die Batteriezellen von den Halteelementen der Haltevorrichtung abfallen.

Bei einer Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass eine Oberfläche eines Halteelements der Haltevorrichtung, welche beim Halten und/oder Greifen einer Batteriezelle mit dem Zellkopf der Batteriezelle und/oder mit einem Zellkopfdeckel eines Zellgehäuses der Batteriezelle in Kontakt gebracht wird, im Wesentlichen komplementär zu einer Oberfläche der Batteriezelle am Zellkopf und/oder einer Oberfläche des Zellkopfdeckels des Zellgehäuses der Batteriezelle ausgebildet ist.

Bei einer Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Haltevor richtung derart ausgebildet ist, dass die Haltevorrichtung zwischen einem Schaltzustand, in welchem Batteriezellen mittels jeweils eines Halteelements gehalten und/oder gegriffen werden, und einem Freigabezustand, in welchem Batteriezellen nicht gehalten und/oder gegriffen werden, schaltbar ist.

Beispielsweise ist es denkbar, dass die Haltevorrichtung elektromagnetische Halteelemente umfasst, wobei eine Haltekraft der elektromagnetischen Halteelemente schaltbar ist.

Alternativ oder ergänzend dazu ist es denkbar, dass die Haltevorrichtung magnetische Halteelemente umfasst, welche einen schalterbaren Permanent magneten umfassen, beispielsweise einen mechanisch schalterbaren Permanentmagneten oder einen elektrisch schaltbaren Permanentmagneten.

Bei einer Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Prüfvorrichtung umfasst, mittels welcher ein Haltezustand des einen oder der mehreren Halteelemente überprüfbar ist. Wenn die Haltevorrichtung elektromagnetische Halteelemente umfasst, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine Änderung eines Haltezustands des einen oder der mehreren Halteelemente durch Messung einer Induktivitäts änderung mittels der Prüfvorrichtung detektierbar ist.

Durch Messung einer Induktivitätsänderung ist insbesondere eine Veränderung eines Spalts zwischen einer Batteriezelle, insbesondere zwischen einem Zell kopfdeckel der Batteriezelle, und einem jeweiligen Halteelement detektierbar.

Vorzugsweise wird zur Detektion einer Induktivitätsänderung eine Wechsel stromkomponente auf den Haltestrom eines jeweiligen elektromagnetischen Halteelements aufgeprägt.

Der Haltestrom wird dabei beispielsweise durch eine erste Haltestrom komponente und durch eine überlagerte zweite Haltestromkomponente ge bildet, wobei die zweite Haltestromkomponente vorzugsweise als eine periodische Wechselstromkomponente ausgebildet ist.

Die erste Haltestromkomponente dient vorzugsweise im Wesentlichen zum Aufbringen der Haltekraft eines jeweiligen elektromagnetischen Halteelements. Die zweite Haltestromkomponente dient demgegenüber vorzugsweise als Mess- beziehungsweise Signalgröße, wobei sich in Folge einer Änderung des Luftspalts zwischen einem jeweiligen elektromagnetischen Halteelement und einer Batteriezelle eine Induktivität einer Spule des elektromagnetischen Halteelements ändert.

Durch die Induktivitätsänderung verändert sich insbesondere eine Phasenver schiebung zwischen der Wechselstromkomponente und der Wechsel spannungskomponente der zweiten Haltestromkomponente.

Diese Phasenverschiebung kann vorzugsweise detektiert werden und für die Überprüfung eines Haltezustands eines jeweiligen Halteelements verwendet werden. Bei einer Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Haltevor richtung eine Führungs- und/oder Ausrichtvorrichtung umfasst, mittels welcher mehrere Batteriezellen relativ zueinander, insbesondere im Wesentlichen parallel zueinander, und/oder relativ zu der Haltevorrichtung positionierbar sind.

Die Führungs- und/oder Ausrichtvorrichtung ist insbesondere derart ausge bildet, dass Batteriezellen im Bereich ihrer Zellköpfe geführt sind, beispiels weise in einem oberen Viertel eines Zellgehäuses der Batteriezellen.

Ein oberes Viertel eines Zellgehäuses einer Batteriezelle ist insbesondere ein bezogen auf eine Länge der Batteriezelle oberes Viertel des Zellgehäuses im Bereich des Zellkopfs der Batteriezelle.

Die Führungs- und/oder Ausrichtvorrichtung umfasst vorzugsweise mehrere Führungs- und/oder Ausrichtelemente.

Günstig kann es sein, wenn die Batteriezellen zwischen mehreren Führungs und/oder Ausrichtelementen geführt sind oder wenn die Batteriezellen inner halb eines Führungs- und/oder Ausrichtelements geführt sind.

Beispielsweise ist es denkbar, dass die Führungs- und/oder Ausrichtelemente als Führungsstifte ausgebildet sind.

Zwischen jeweils drei Batteriezellen ist dabei vorzugsweise jeweils ein Führungs- und/oder Ausrichtelement, insbesondere jeweils ein Führungsstift, angeordnet.

Zwischen jeweils drei Führungs- und/oder Ausrichtelementen, insbesondere zwischen jeweils drei Führungsstiften, ist vorzugsweise jeweils eine Batterie zelle angeordnet. Die Führungsstifte sind vorzugsweise parallel zueinander angeordnet.

Eine Länge der Führungsstifte ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Batteriezellen über die Führungsstifte weg ragen, wenn Sie mittels der Halte vorrichtung gehalten oder gegriffen werden.

Beispielsweise ist es denkbar, dass die Führungsstifte eine Länge aufweisen, welche kleiner ist als eine Länge der Batteriezellen.

Alternativ dazu ist es denkbar, dass die Führungs- und/oder Ausrichtelemente als Ausnehmung, beispielsweise als kreiszylindrische Ausnehmung, ausgebildet sind, wobei jeweils eine Batteriezelle in jeweils einer Ausnehmung geführt werden kann.

Eine Tiefe einer solchen Ausnehmung ist vorzugsweise geringer als eine Länge der Batteriezellen.

Bei einer Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass a) die Haltevorrichtung eine Anschlagvorrichtung umfasst, wobei die Halte vorrichtung mittels der Anschlagvorrichtung derart an einer Gießform mittelbar oder unmittelbar anschlagbar ist, dass die Haltevorrichtung in einer vorgegebenen Position relativ zu der Gießform positionierbar ist; und/oder b) die Vorrichtung eine Positioniervorrichtung umfasst, wobei die Halte vorrichtung mittels der Positioniervorrichtung relativ zu einer Gießform positionierbar ist.

Die Anschlagvorrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Halte vorrichtung durch Anschlägen der Anschlagvorrichtung an einer Gießform in einer vorgegebenen Position relativ zu der Gießform positionierbar ist. Um die Haltevorrichtung in einer vorgegebenen Position relativ zu der Gieß form zu positionieren, kann vorgesehen sein, dass die Anschlagvorrichtung an einen Rand der Gießform angelegt wird.

Die Positioniervorrichtung umfasst vorzugsweise einen Positionierantrieb.

Günstig kann es ferner sein, wenn die Positioniervorrichtung eine Wegmess vorrichtung umfasst.

Mittels der Wegmessvorrichtung ist vorzugsweise feststellbar, ob die Haltevor richtung mittels des Positionierantriebs der Positioniervorrichtung in eine vor gegebene Position gebracht worden ist.

Bei einer Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Haltevor richtung eine elektrische Isolationsvorrichtung umfasst, mittels welcher Batteriezellen elektrisch voneinander isolierbar sind, während die Batterie zellen mittels der Haltevorrichtung gehalten und/oder gegriffen werden, und/oder mittels welcher die Haltevorrichtung gegenüber den Batteriezellen elektrisch isolierbar ist, während die Batteriezellen mittels der Haltevor richtung gehalten und/oder gegriffen werden.

Beispielsweise umfasst die elektrische Isolationsvorrichtung eine elektrisch isolierende Beschichtung, welche beispielsweise auf ein jeweiliges Halte element der Haltevorrichtung aufgebracht ist.

Günstig kann es insbesondere sein, wenn sämtliche Oberflächen der Haltevor richtung, welche mit Batteriezellen zum Halten derselben in direkten Kontakt gebracht werden, eine isolierende Beschichtung aufweisen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine Oberfläche eines Halte elements der Haltevorrichtung, welche beim Halten und/oder Greifen einer Batteriezelle mit dem Zellkopf der Batteriezelle und/oder mit dem Zellkopf deckel des Zellgehäuses der Batteriezelle in Kontakt gebracht wird, eine elektrisch isolierende Beschichtung aufweist.

Günstig kann es beispielsweise sein, wenn die elektrische Isolationsvor richtung eine oder mehrere elektrische Isolationsfolien umfasst.

Vorzugsweise weist eine Oberfläche von Führungs- und/oder Ausricht elementen einer Führungs- und/oder Ausrichtvorrichtung der Haltevorrichtung eine elektrisch isolierende Beschichtung auf.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen eines Batteriemoduls weist vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Batteriemoduls sowie der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Batteriemoduls be schriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.

Ferner weisen das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Batteriemoduls und das erfindungsgemäße Batteriemodul vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen eines Batteriemoduls beschrieben Merkmale und/oder Vorteile auf.

Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegen stand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine Gießform zu Beginn eines Verfahrens zum Herstellen eines Batteriemoduls; Fig. 2 eine dem schematischen Schnitt aus Fig. 1 entsprechende Darstellung einer Gießform, wobei zum Herstellen eines Batteriemoduls ein Ver gussmaterial in die Gießform eingebracht wird;

Fig. 3 eine dem schematischen Schnitt aus Fig. 1 entsprechende Dar stellung, wobei zum Herstellen eines Batteriemoduls mehrere Batteriezellen mit dem Vergussmaterial in Kontakt gebracht werden und dabei mittels einer Haltevorrichtung gehalten und/oder gegriffen werden;

Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform eines Batteriemoduls, welches durch das Verfahren gemäß den Figuren 1 bis 3 hergestellt worden ist;

Fig. 5 eine schematische Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines Batteriemoduls, welches durch das Verfahren gemäß den Figuren 1 bis 3 hergestellt worden ist;

Fig. 6 eine schematische perspektivische Darstellung einer Haltevorrichtung einer Ausführungsform einer Vorrichtung zum Herstellen eines Batteriemoduls;

Fig. 7 eine schematische Seitenansicht eines Halteelements der Halte vorrichtung der Ausführungsform der Vorrichtung zum Herstellen eines Batteriemoduls aus Fig. 6;

Fig. 8 eine schematische perspektivische Darstellung der Haltevorrichtung der Ausführungsform der Vorrichtung zum Herstellen eines Batteriemoduls aus Fig. 6, wobei bei einem Verfahren zum Herstellen eines Batteriemoduls mehrere Batteriezellen mittels der Haltevor richtung gehalten und/oder gegriffen werden; Fig. 9 eine dem Verfahrensschritt aus Fig. 3 entsprechende perspektivische Darstellung der Haltevorrichtung der Ausführungsform der Vor richtung zum Herstellen eines Batteriemoduls aus Fig. 6;

Fig. 10 eine schematische perspektivische Darstellung einer weiteren Aus führungsform eines Batteriemoduls;

Fig. 11 eine schematische perspektivische Darstellung eines Verfahrens schritts eines Verfahrens zur Herstellung eines Batteriemoduls, wobei Batteriezellen mittels eines Vergussmaterials mit zwei Montage elementen vergossen werden; und

Fig. 12 eine schematische perspektivische Darstellung einer weiteren Aus führungsform eines Montageelements.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt einen schematischen Schnitt einer als Ganzes mit 100 bezeichneten Gießform zu Beginn eines Verfahrens zur Herstellung eines noch zu beschreibenden Batteriemoduls.

Die Gießform 100 wird vorzugsweise durch eine Wanne 102 gebildet, beispielsweise durch eine metallische Wanne.

Die Wanne 102 umfasst beispielsweise einen Boden 104 und/oder eine ring förmig geschlossene Seitenwandung 106.

Der Boden 104 der Wanne 102 umfasst beispielsweise ein metallisches Material oder ist aus diesem gebildet.

In einem ersten Schritt wird vorzugsweise zunächst ein Vergussmaterial 108 in die Gießform 100 eingebracht, vorzugsweise in flüssiger Form (vergl. Fig 2). Das Vergussmaterial 108 umfasst beispielsweise ein Polyurethanmaterial oder ein Epoxidharzmaterial oder ist daraus gebildet.

Beispielsweise ist es denkbar, dass das Vergussmaterial 108 ein Ein komponentenmaterial, ein Zweikomponentenmaterial oder ein Mehr komponentenmaterial ist.

Beispielsweise ist es denkbar, dass das Vergussmaterial 108 ein Zwei komponentenmaterial mit einem Härter, insbesondere einem Vernetzungs mittel, ist.

Günstig kann es insbesondere sein, wenn das Vergussmaterial 108 wärme härtend und/oder feuchtigkeitshärtend ausgebildet ist.

Vorzugsweise weist das Vergussmaterial 108 eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf.

Eine Wärmeleitfähigkeit des Vergussmaterials 108 ist vorzugsweise größer als ungefähr 0,5 W/m*K, beispielsweise größer als ungefähr 0,7 W/m*K.

In einem an den Verfahrensschritt aus Fig. 2 anschließenden Verfahrensschritt werden vorzugsweise mehrere Batteriezellen 110 mittels einer Haltevor richtung 112, welche in Fig. 3 lediglich schematisch dargestellt ist, gehalten und/oder gegriffen (vergl. Fig. 3).

Die Haltevorrichtung 112 ist vorzugsweise Bestandteil einer Vorrichtung 113 zum Herstellen eines Batteriemoduls, welche zusätzlich zu der Haltevor richtung 112 noch weitere Komponenten oder Bauteile umfassen kann. Die Batteriezellen 110 sind vorzugsweise kreiszylindrische Batteriezellen 110, insbesondere kreiszylindrische Rundzellen 114, wobei in den Figuren aus Über sichtlichkeitsgründen lediglich einzelne Batteriezellen 100 mit dem Bezugs zeichen für kreiszylindrische Rundzellen 114 versehen sind.

Die Batteriezellen 110 sind vorzugsweise zumindest näherungsweise rotations symmetrisch zu einer Längsachse 116 derselben ausgebildet.

Die Batteriezellen 110 umfassen vorzugsweise jeweils einen Zellkopf 118 und einen Zellfuß 120.

Der Zellkopf 118 und der Zellfuß 120 einer jeweiligen Batteriezelle 110 sind vorzugsweise an einander abgewandten Enden der Batteriezellen 110 ange ordnet.

Günstig kann es sein, wenn die Batteriezellen 110 jeweils ein Zellgehäuse 122 umfassen, in welchem ein zeichnerisch nicht dargestellter Zellwickel ange ordnet ist.

Das Zellgehäuse 122 einer Batteriezelle 110 umfasst vorzugsweise einen Zell kopfdeckel 124, einen Zellfußboden 126 und einen Zellmantel 128.

Das Zellgehäuse 122 einer Batteriezelle 110 ist vorzugsweise aus einem metallischen Material gebildet, beispielsweise aus Stahl.

Vorzugswiese weist das Zellgehäuse 122 einer jeweiligen Batteriezelle 110 einen Korrosionsschutz auf.

Zur elektrischen Kontaktierung umfasst jede der Batteriezellen 110 vorzugs weise zwei Zellpole 130, welche beispielsweise im Bereich des Zellkopfs 118 der Batteriezellen 110 angeordnet sind und lediglich schematisch mittels eines Pfeils gekennzeichnet sind. Die Batteriezellen 110 werden mittels der Haltevorrichtung 112 vorzugsweise an ihren Zellköpfen 118 gehalten und/oder gegriffen.

Beispielsweise ist es denkbar, dass die Batteriezellen 110 mittels der Haltevor richtung 112 nur an dem Zellkopfdeckel 124 eines jeweiligen Zellgehäuses 122 gehalten und/oder gegriffen werden.

Alternativ dazu ist es denkbar, dass die Batteriezellen 110 mittels der Halte vorrichtung 112 an einem oberen Endbereich 132 ihres Zellgehäuses 122 gehalten und/oder gegriffen werden.

Der obere Endbereich 132 des Zellgehäuses 122 umfasst vorzugsweise den Zellkopf 118 der Batteriezellen 110 oder grenzt an diesen an.

Die Batteriezellen 110 werden dabei mittels der Haltevorrichtung 112 vorzugs weise nur an dem Zellkopfdeckel 124 und nur an dem oberen Endbereich 132 des Zellmantels 128 eines jeweiligen Zellgehäuses 122 gehalten und/oder gegriffen, beispielsweise an höchstens ungefähr 25% einer Oberfläche des Zellmantels 128 an dem oberen Endbereich 132 des Zellgehäuses 122.

Die Batteriezellen 110 werden mittels der Haltevorrichtung 112 beispielsweise magnetisch, elektromagnetisch, pneumatisch oder mechanisch gehalten und/oder gegriffen.

Die Batteriezellen 110 werden mittels der Haltevorrichtung 112 vorzugsweise derart positioniert, dass die Zellköpfe 118 der Batteriezellen 110, insbesondere die Zellkopfdeckel 124 der Zellgehäuse 122, im Wesentlichen in einer Positionierebene 134 angeordnet sind.

Die Batteriezellen 110 können in einer parallel zu ihren Längsachsen 116 ver laufenden Richtung insbesondere Längentoleranzen aufweisen. Es ist beispielsweise möglich, dass die Batteriezellen 110 in der parallel zu ihren Längsachsen 116 verlaufenden Richtung Längentoleranzen von ungefähr 0,5 mm aufweisen.

Durch Anordnen der Zellköpfe 118 der Batteriezellen 110 in einer Positionier ebene 134 kann vorzugsweise ein elektrisches Verbinden der Batteriezellen 110 mittels Zellverbindern, insbesondere ein Bonden der Batteriezellen 110, erleichtert und/oder beschleunigt werden.

Darüber hinaus kann insbesondere ein Ausgleich von Längentoleranzen der Batteriezellen 110 im Bereich der Zellköpfe 118 der Batteriezellen 110 erreicht werden, so dass sich eine Längentoleranz der Batteriezellen 110 vorzugsweise nur im Bereich der Zellfüße 120 der Batteriezellen 110 auswirkt.

Eine Abweichung der Zellköpfe 118 der Batteriezellen 110 und/oder der Zell kopfdeckel 124 der Zellgehäuse 122 der Batteriezellen 110 von der Positionierebene 134 beträgt vorzugsweise höchstens ungefähr 0,2 mm, insbesondere höchstens ungefähr 0,1 mm.

Fig. 2 zeigt, dass beispielsweise zunächst das Vergussmaterial 108 in die Gieß form 100 eingebracht wird, wobei die Batteriezellen 110 vorzugsweise an schließend in das Vergussmaterial 108 hineingedrückt werden und dabei mit dem Vergussmaterial 108 vergossen werden.

Die Batteriezellen 110 werden vorzugsweise in das noch flüssige Verguss material 108 hineingedrückt.

Alternativ dazu ist es denkbar, dass zunächst die Batteriezellen 110 zumindest teilweise in der Gießform 100 angeordnet werden und anschließend das Ver gussmaterial 108 in die Gießform 100 eingebracht wird, wobei die Batterie zellen 110 dabei mit dem Vergussmaterial 108 vergossen werden. Das Vergussmaterial 108 wird dabei vorzugsweise in flüssiger Form in die Gießform 100 eingegossen, so dass es um die Batteriezellen 110 herum fließt.

Die Batteriezellen 110 werden mittels der Haltevorrichtung 112 vorzugsweise in einer parallel zu den Längsachsen 116 der Batteriezellen 110 verlaufenden Richtung in das Vergussmaterial 108 hineingedrückt oder in der Gießform 100 angeordnet.

Vorzugsweise werden die Batteriezellen 110 mittels der Haltevorrichtung 112 derart relativ zu der Gießform 100 positioniert, dass die Batteriezellen 110 von dem Boden 104 der Gießform 100 beabstandet sind.

Die Batteriezellen 110 werden dabei mittels der Haltevorrichtung 112 insbe sondere derart relativ zu der Gießform 100 positioniert, dass der Zellfuß 120 der Batteriezellen 110 und/oder der Zellfußboden 126 der Zellgehäuse 122 der Batteriezellen 110 von dem Boden 104 der Gießform 100 einen Abstand 135 aufweist.

Günstig kann es sein, wenn die Batteriezellen 110 mittels der Haltevorrichtung 112 derart positioniert werden, dass ein minimaler Zellabstand 137 benach barter Batteriezellen 110, insbesondere ein minimaler Abstand 137 der Zell mäntel 128 der Zellgehäuse 122 benachbarter Batteriezellen 110, mindestens ungefähr 0,3 mm, vorzugsweise mindestens ungefähr 0,7 mm, und/oder höchstens ungefähr 2,0 mm, vorzugsweise höchstens ungefähr 1,3 mm, ist.

Vorzugsweise kann durch einen derartigen minimalen Zellabstand 137 eine besonders hohe Energiedichte des Batteriemoduls 140 erreicht werden.

Der minimale Zellabstand 137 zwischen benachbarten Batteriezellen 110 ist vorzugsweise an ein Kapillarverhalten des Vergussmaterials 108 angepasst. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein minimaler Zellabstand 137 zwischen benachbarten Batteriezellen 110 und/oder eine Viskosität des Ver- gussmaterials 108 derart aufeinander abgestimmt sind, dass das Verguss material 108 zwischen den Batteriezellen 110 auf die gewünschte Höhe an steigt, bevor es aushärtet.

Günstig kann es beispielsweise sein, wenn das Vergussmaterial 108 eine Viskosität, insbesondere eine Mischungsviskosität, von höchstens ungefähr 5000 mPas, vorzugsweise von höchstens ungefähr 2000 mPas, aufweist.

Günstig kann es sein, wenn die Batteriezellen 110 beim Vergießen derselben zu mindestens ungefähr 10%, vorzugsweise zu mindestens ungefähr 25%, und/oder zu höchstens ungefähr 90%, vorzugsweise zu höchstens ungefähr 75%, bezogen auf ihre Länge 136 in das Vergussmaterial 108 eingebracht werden.

Die Länge 136 einer jeweiligen Batteriezelle 110 ist vorzugsweise eine parallel zu der Längsachse 116 der jeweiligen Batteriezelle 110 genommene Länge.

Günstig kann es sein, wenn das Vergussmaterial 108 nach dem Vergießen vorzugsweise aushärtet und/oder vernetzt und durch Aushärten und/oder Ver netzen des Vergussmaterials 108 ein Vergusskörper 138 gebildet wird.

Eine Ausrichtung der Batteriezellen 110 relativ zueinander und/oder relativ zu der Gießform 100 wird vorzugsweise durch das Aushärten und/oder Vernetzen des Vergussmaterials 108 fixiert.

Die Batteriezellen 110 werden mittels der Haltevorrichtung 112 vorzugsweise so lange gehalten, bis das Vergussmaterial 108 derart vernetzt ist, dass eine Position der Batteriezellen 110 relativ zueinander und/oder relativ zu der Gieß form 100 fixiert ist.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Batteriezellen 110 mittels der Haltevorrichtung 112 mindestens ungefähr 5 Minuten, beispielsweise mindestens ungefähr 10 Minuten, gehalten werden, während das Verguss material 108 aushärtet und/oder vernetzt.

Die Batteriezellen 110 werden mittels der Haltevorrichtung 112 beispielsweise so lange gehalten, bis das Vergussmaterial 108 zu mindestens ungefähr 60%, beispielsweise zu mindestens ungefähr 70%, vorzugsweise zu mindestens ungefähr 80%, vernetzt und/oder ausgehärtet ist.

Beispielsweise ist es denkbar, dass die Batteriezellen 110 und der Verguss körper 138 nach dem Aushärten und/oder Vernetzen des Vergussmaterials 108 aus der Gießform 100 entnommen werden.

Die Batteriezellen 110 und der Vergusskörper 138 sind dabei Bestandteil eines Batteriemoduls 140, welches in Fig. 4 dargestellt ist.

Wenn die Batteriezellen 110 und der Vergusskörper 138 nach dem Vernetzen und/oder Aushärten des Vergussmaterials 108 aus der Gießform 100 ent nommen werden, kann vorgesehen sein, dass die Gießform 100 vor dem Ein bringen des Vergussmaterials 108 mit einem Trennmaterial 142 ausgekleidet wird, beispielsweise mit einem Folienmaterial 144.

Das Trennmaterial 142 und das Folienmaterial 144 sind in den Fig. 1 bis 4 lediglich schematisch mittels eines Pfeils gekennzeichnet.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Gießform 100 vor dem Ein bringen des Vergussmaterials 108 mit einer Tiefziehfolie ausgekleidet wird, welche nach dem Entfernen der Gießform 100 an dem Batteriemodul 140 ver bleibt.

Das Trennmaterial 142, insbesondere das Folienmaterial 144, beispielsweise die Tiefziehfolie, bildet dabei vorzugsweise einen Teil des Batteriemoduls 140. Der Vergusskörper 138 ist dabei insbesondere mehrseitig, vorzugsweise fünf seitig, von dem Folienmaterial 144, beispielsweise von einer Tiefziehfolie, ab gedeckt.

Es ist jedoch auch denkbar, dass die Batteriezellen 110 und der Vergusskörper 138 nicht aus der Gießform 100 entnommen werden und nach dem Aushärten und/oder Vernetzen des Vergussmaterials 108 in der Gießform 100 verbleiben und mit dieser ein Verbundbauteil 145 bilden (vergl. Fig. 5).

Die Gießform 100 bildet dabei vorzugsweise einen Teil des Batteriemoduls 140.

Das Vergussmaterial 108 und/oder der Vergusskörper 138 dienen in einem Batteriemodul 140 vorzugsweise zur mechanischen Fixierung der Batterie zellen 110 und/oder zur elektrischen Isolierung der Batteriezellen 110.

Das Vergussmaterial 108 ist vorzugsweise ferner zur Abführung von Wärme von den Batteriezellen 110 ausgebildet.

Die Batteriezellen 110 des Batteriemoduls 140 werden vorzugsweise mittels zeichnerisch nicht dargestellter Zellverbinder, beispielsweise mittels mehrerer Bondverbindungen und/oder Schweißverbindungen, elektrisch miteinander verbunden.

Das Batteriemodul 140 ist dabei vorzugsweise biegesteif ausgebildet, wobei durch eine hohe Biegesteifigkeit des Batteriemoduls 140 vorzugsweise eine erhöhte Zuverlässigkeit der Bondverbindungen und/oder Schweißver bindungen erreicht werden kann.

Die Vergusshöhe des Vergussmaterials 108 wird daher vorzugsweise unter Ab wägung der folgenden Optimierungsparameter ausgewählt:

Gesamtmasse des Batteriemoduls 140; und/oder thermische Kopplung der Zellköpfe 118 der Batteriezellen 110 mit dem Vergussmaterial 108; und/oder zu erzielende mechanische Steifigkeit des Batteriemoduls 140.

Vorzugsweise ist durch Vergrößern der Vergusshöhe eine mechanische Steifig keit des Batteriemoduls 140 vergrößerbar.

Durch eine verbesserte thermische Kopplung der Zellköpfe 118 der Batterie zellen 110 mit dem Vergussmaterial 108 ist Wärme vorzugsweise effektiver von den Zellköpfen 118 abführbar.

Aufgrund der geringen Abstände benachbarter Batteriezellen 110, insbe sondere der Zellmäntel 128 der Zellgehäuse 122 benachbarter Batteriezellen 110, können auf das Batteriemodul 140 wirkende Kräfte, beispielsweise auf das Batteriemodul 140 wirkende Biegekräfte, vorzugsweise von einem Zell gehäuse 122 einer Batteriezelle 110 auf das Zellgehäuse 122 einer benach barten Batteriezelle 110 übertragen werden.

Vorzugsweise kann dabei eine Biegesteifigkeit des Batteriemoduls 140 gegen über dem Stand der Technik um einen Faktor von ungefähr 2 bis ungefähr 10 angehoben werden.

Eigenresonanzfrequenzen des Batteriemoduls 140 sind dabei vorzugsweise gegenüber dem Stand der Technik um einen Faktor von ungefähr 2 bis unge fähr 10 erhöht.

Insbesondere kann dabei die Zuverlässigkeit und/oder Lebensdauer von Bond verbindungen und/oder Schweißverbindungen erhöht werden, mittels welcher die Batteriezellen 110 des Batteriemoduls 140 elektrisch miteinander ver bunden werden. Die Fig. 6 bis 10 zeigen eine Ausführungsform einer Haltevorrichtung 112, welche zur Herstellung einer Ausführungsform eines Batteriemoduls 140 ver wendet werden kann, wobei das Verfahren analog zu den Fig. 1 bis 5 durchge führt werden kann.

Die Haltevorrichtung 112 umfasst dabei vorzugsweise mehrere Halteelemente 146, wobei in den Figuren aus Übersichtlichkeitsgründen lediglich einzelne Halteelemente 146 mit einem Bezugszeichen gekennzeichnet sind.

Ein jeweiliges Halteelement 146 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass jeweils eine Batteriezelle 110 an dem Zellkopfdeckel 124 des Zellgehäuses 122 der Batteriezelle 110 gehalten und/oder gegriffen werden kann.

Ein solches Halteelement 146 ist beispielsweise in Fig. 7 dargestellt.

Ein jeweiliges Halteelement 146 umfasst beispielsweise einen Halte- und/oder Greifabschnitt 148, welcher derart ausgebildet ist, dass mit diesem eine Batteriezelle 110 gehalten und/oder gegriffen werden kann.

Ein in Fig. 7 dargestelltes Halteelement 146 umfasst vorzugsweise ferner einen Befestigungsabschnitt 150, mittels welchem das Halteelement 146 an einem Grundkörper 152 der Haltevorrichtung 112 festgelegt ist.

Ein jeweiliger Greifabschnitt 148 umfasst vorzugsweise eine Oberfläche 154, welche beim Halten und/oder Greifen einer Batteriezelle 110 mit der Batterie zelle 110 in Kontakt gebracht wird, insbesondere mit dem Zellkopf 118 der Batteriezelle 110 und/oder mit dem Zellkopfdeckel 124 des Zellgehäuses 11 der Batteriezelle 110.

Die Oberfläche 154, welche beim Halten und/oder Greifen einer Batteriezelle 110 mit dem Zellkopf 118 der Batteriezelle 110 und/oder mit dem Zellkopf deckel 124 des Zellgehäuses 122 der Batteriezelle 110 in Kontakt gebracht wird, ist vorzugsweise im Wesentlichen komplementär zu einer Oberfläche 156 der Batteriezelle 110 am Zellkopf 118 des Zellkopfdeckels 124 des Zellge häuses 122 der Batteriezelle 110 ausgebildet.

Die Halteelemente 146 sind vorzugsweise magnetische Halteelemente 158 oder elektromagnetische Halteelemente 160.

Wenn die Halteelemente 146 magnetische Halteelemente oder elektro magnetische Halteelemente sind, kann das Vergussmaterial 108 vorzugsweise mit einem Unterdrück beaufschlagt werden, insbesondere ohne dass die Batteriezellen 110 von den Halteelementen 146 der Haltevorrichtung 112 ab- fallen.

Vorzugsweise können Gasblasen aus dem Vergussmaterial 108 entfernt werden, indem dieses mit Unterdrück beaufschlagt wird.

Günstig kann es sein, wenn die Haltevorrichtung 112 derart ausgebildet ist, dass die Haltevorrichtung 112 zwischen einem Schaltzustand, in welchem Batteriezellen 110 mittels jeweils eines Halteelements 146 gehalten und/oder gegriffen werden, und einem Freigabezustand, in welchem Batteriezellen 110 nicht gehalten und/oder gegriffen werden, schaltbar ist.

Beispielsweise ist es denkbar, dass die Haltevorrichtung 112 elektro magnetische Halteelemente 160 umfasst, wobei eine Haltekraft der elektro magnetischen Halteelemente 160 schaltbar ist.

Alternativ oder ergänzend dazu ist es denkbar, dass die Haltevorrichtung 112 magnetische Halteelemente 158 umfasst, welche einen schalterbaren Permanentmagneten umfassen, beispielsweise einen mechanisch schalter baren Permanentmagneten oder einen elektrisch schaltbaren Permanent magneten. Die Vorrichtung 113 zur Herstellung eines Batteriemoduls 140 umfasst vor zugsweise eine Prüfvorrichtung 162, mittels welcher ein Haltezustand der Halteelemente 146 überprüfbar ist.

Die Prüfvorrichtung 162 ist in den Fig. 6, 8 und 9 lediglich schematisch dar gestellt.

Wenn die Haltevorrichtung 112 elektromagnetische Halteelemente 160 um fasst, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine Änderung eines Halte zustands der Halteelemente 146 durch Messung einer Induktivitätsänderung mittels der Prüfvorrichtung 162 detektierbar ist.

Durch Messung einer Induktivitätsänderung ist insbesondere eine Veränderung eines Spalts zwischen einer Batteriezelle 110, insbesondere zwischen einem Zellkopfdeckel 124 der Batteriezelle 110, und einem jeweiligen Halteelement 146 detektierbar.

Vorzugsweise wird zur Detektion einer Induktivitätsänderung eine Wechsel stromkomponente auf den Haltestrom eines jeweiligen elektromagnetischen Halteelements 160 aufgeprägt.

Der Haltestrom wird dabei beispielsweise durch eine erste Haltestrom komponente und durch eine überlagerte zweite Haltestromkomponente ge bildet, wobei die zweite Haltestromkomponente vorzugsweise als eine perio dische Wechselstromkomponente ausgebildet ist.

Die erste Haltestromkomponente dient vorzugsweise im Wesentlichen zum Aufbringen der Haltekraft eines jeweiligen elektromagnetischen Halteelements 160.

Die zweite Haltestromkomponente dient demgegenüber vorzugsweise als Mess- beziehungsweise Signalgröße, wobei sich in Folge einer Änderung des Luftspalts zwischen einem jeweiligen elektromagnetischen Halteelement 160 und einer Batteriezelle 110 eine Induktivität einer Spule des elektro magnetischen Halteelements 160 ändert.

Diese Phasenverschiebung kann vorzugsweise detektiert werden und für die Überprüfung eines Haltezustands eines jeweiligen Halteelements 146 ver wendet werden.

Günstig kann es sein, wenn Haltevorrichtung 112 eine Führungs- und/oder Ausrichtvorrichtung 164 umfasst, mittels welcher mehrere Batteriezellen 110 relativ zueinander, insbesondere im Wesentlichen parallel zueinander, und/oder relativ zu der Haltevorrichtung 112 positionierbar sind.

Die Batteriezellen 112 werden dabei mittels der Haltevorrichtung 112 vorzugs weise relativ zueinander, insbesondere im Wesentlichen parallel zueinander, und/oder relativ zu der Haltevorrichtung 112 positioniert.

Vorzugsweise werden die Batteriezellen 110 mittels der Haltevorrichtung 112 derart relativ zueinander positioniert, dass die Längsachsen 116 der Batterie zellen 110 im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.

Zum Positionieren der Batteriezellen 110 sind diese in der Haltevorrichtung 112 vorzugsweise in einer parallel zu den Längsachsen 116 der Batteriezellen 100 verlaufenden Richtung geführt.

Die Batteriezellen 110 werden beispielsweise derart parallel zueinander ange ordnet, dass die Batteriezellen 110 möglichst dicht gepackt angeordnet werden. Günstig kann es beispielsweise sein, wenn die Batteriezellen 110 mit einer Packungsdichte im Bereich von ungefähr 60% bis ungefähr 90% angeordnet werden, beispielsweise mit einer Packungsdichte im Bereich von ungefähr 70% bis ungefähr 80%.

Die Führungs- und/oder Ausrichtvorrichtung 164 ist insbesondere derart aus gebildet, dass die Batteriezellen 110 im Bereich ihrer Zellköpfe 124 geführt sind, beispielsweise in einem oberen Viertel des Zellgehäuses 122 der Batteriezellen.

Ein oberes Viertel des Zellgehäuses 122 einer Batteriezelle 110 ist insbe sondere ein bezogen auf die Länge 136 der Batteriezelle 110 oberes Viertel des Zellgehäuses 122 im Bereich des Zellkopfs 118 der Batteriezelle 110.

Günstig kann es sein, wenn die Führungs- und/oder Ausrichtvorrichtung 164 mehrere Führungs- und/oder Ausrichtelemente 166 umfasst.

In den Figuren sind aus Übersichtlichkeitsgründen lediglich einzelne Führungs und/oder Ausrichtelemente 166 mit einem Bezugszeichen gekennzeichnet.

Die Führungs- und/oder Ausrichtelemente 166 sind vorzugsweise in einem regelmäßigen Muster an der Haltevorrichtung 112 angeordnet.

Beispielsweise ist es denkbar, dass die Führungs- und/oder Ausrichtelemente 166 als Führungsstifte 168 ausgebildet sind, welche vorzugsweise parallel zueinander angeordnet sind.

Die Batteriezellen 110 sind vorzugsweise zwischen mehreren Führungs und/oder Ausrichtelementen 166, insbesondere zwischen mehreren Führungs stiften 168, geführt. Dabei kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass zwischen jeweils drei Batteriezellen 110 jeweils ein Führungs- und/oder Ausrichtelement 166, insbe sondere jeweils ein Führungsstift 168, angeordnet ist.

Vorzugsweise ist zwischen jeweils drei Führungs- und/oder Ausrichtelementen 166, insbesondere zwischen jeweils drei Führungsstiften 168, jeweils eine Batteriezelle 110 angeordnet.

Eine Länge 170 der Führungsstifte 168 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Batteriezellen 110 über die Führungsstifte 168 weg ragen, wenn sie mittels der Haltevorrichtung 112 gehalten oder gegriffen werden.

Beispielsweise ist es denkbar, dass die Führungsstifte 168 eine Länge 170 auf weisen, welche kleiner ist als die Länge 136 der Batteriezellen 110.

Bei einer zeichnerisch nicht dargestellten Ausführungsform der Haltevor richtung 112 kann vorgesehen sein, dass die Batteriezellen 110 innerhalb eines Führungs- und/oder Ausrichtelements 166 geführt sind.

Die Führungs- und/oder Ausrichtelemente 166 sind dabei beispielsweise als Ausnehmung, vorzugsweise als kreiszylindrische Ausnehmung, ausgebildet, wobei jeweils eine Batteriezelle 110 in jeweils einer Ausnehmung geführt werden kann.

Eine Tiefe einer solchen Ausnehmung ist vorzugsweise geringer als die Länge 136 der Batteriezellen 110.

Die Haltevorrichtung 112 umfasst vorzugsweise ferner eine elektrische Isolationsvorrichtung 172 zur elektrischen Isolation der Haltevorrichtung 112 gegenüber den Batteriezellen 110.

Die elektrische Isolationsvorrichtung 172 ist vorzugsweise ferner derart ausge bildet, dass die Batteriezellen 110 voneinander elektrisch isoliert sind, während die Batteriezellen 110 mittels der Haltevorrichtung 112 gehalten und/oder gegriffen werden.

Die elektrische Isolationsvorrichtung 172 ist in den Fig. 6, 8 und 9 lediglich schematisch mittels eines Pfeils gekennzeichnet.

Günstig kann es insbesondere sein, wenn sämtliche Oberflächen der Haltevor richtung 112, welche mit Batteriezellen 110 zum Halten derselben in direkten Kontakt gebracht werden, eine isolierende Beschichtung 174 aufweisen.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Oberfläche 154 eines Halte elements 146 der Haltevorrichtung 112, welche beim Halten und/oder Greifen einer Batteriezelle 110 mit dem Zellkopf 118 der Batteriezelle 110 und/oder mit dem Zellkopfdeckel 124 des Zellgehäuses 122 der Batteriezelle 110 in Kontakt gebracht wird, eine elektrisch isolierende Beschichtung 174 aufweist.

Vorzugsweise weist eine Oberfläche von Führungs- und/oder Ausricht elementen 166 der Führungs- und/oder Ausrichtvorrichtung 164 der Haltevor richtung 122 eine elektrisch isolierende Beschichtung 174 auf.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die elektrische Isolationsvor richtung 172 eine oder mehrere elektrische Isolationsfolien 176 umfasst.

Günstig kann es sein, wenn die Haltevorrichtung 112 eine Anschlagvorrichtung 178 umfasst, wobei die Haltevorrichtung 112 mittels der Anschlagvorrichtung 178 derart mittelbar oder unmittelbar an der Gießform 100 anschlagbar ist, dass die Haltevorrichtung 112 in einer vorgegebenen Position relativ zu der Gießform 100 positionierbar ist.

Die Anschlagvorrichtung 178 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Haltevorrichtung 112 durch Anschlägen der Anschlagvorrichtung 178 an der Gießform 100 in einer vorgegebenen Position relativ zu der Gießform 100 positionierbar ist. Um die Haltevorrichtung 112 in einer vorgegebenen Position relativ zu der Gießform 100 zu positionieren, kann vorgesehen sein, dass die Anschlagvor richtung 178 an einen Rand der Gießform 100 angelegt wird.

Günstig kann es ferner sein, wenn die Gießform 100 einen zeichnerisch nicht dargestellten Anschlag umfasst, an welchem die Anschlagvorrichtung 178 an schlagbar ist.

Die Vorrichtung 113 zum Herstellen eines Batteriemoduls 140 umfasst ferner beispielsweise eine Positioniervorrichtung 180, welche in den Fig. 6, 8 und 9 lediglich schematisch dargestellt ist.

Die Haltevorrichtung 112 ist mittels der Positioniervorrichtung 180 vorzugs weise relativ zu der Gießform 100 positionierbar.

Die Positioniervorrichtung 180 umfasst vorzugsweise einen Positionierantrieb 182.

Günstig kann es ferner sein, wenn die Positioniervorrichtung 180 eine Weg messvorrichtung 184 umfasst.

Mittels der Wegmessvorrichtung 184 ist vorzugsweise feststellbar, ob die Haltevorrichtung 112 mittels des Positionierantriebs 182 der Positioniervor richtung 180 in eine vorgegebene Position gebracht worden ist.

Die Anschlagvorrichtung 178 wird vorzugsweise derart eingestellt, dass bei einer maximalen Länge 136 der Batteriezellen 110, insbesondere an einem oberen Längentoleranzbereich, ein Mindestabstand 135a der Batteriezellen 110 von dem Boden 104 der Gießform 100 eingehalten wird, insbesondere ein Mindestabstand 135a des Zellfußes 120 der Batteriezellen 110 und/oder des Zellfußbodens 126 der Zellgehäuse 122 der Batteriezellen 110 von dem Boden 104 der Gießform 100. Die Haltevorrichtung 112 wird zur Einstellung eines vorgegebenen Abstands 135 der Batteriezellen 110 zu dem Boden 104 der Gießform 100 beispielsweise an einen Rand der Gießform 100 angelegt, insbesondere mittels der Anschlag vorrichtung 178.

Der Mindestabstand 135a der Batteriezellen 110 von dem Boden 104 der Gieß form 100, insbesondere der Mindestabstand 135a eines Zellfußes 120 der Batteriezellen 110 und/oder eines Zellfußbodens 126 der Zellgehäuse 122 der Batteriezellen 110 von dem Boden 104 der Gießform 100, entspricht vorzugs weise einer minimalen Dicke 186 des Vergussmaterials 108, welches zwischen dem Boden 104 der Gießform 100 und den Batteriezellen 110 angeordnet ist (vergl. Fig. 3 bis 5).

Der Mindestabstand 135a der Batteriezellen 110 von dem Boden 104 der Gieß form 100, insbesondere der Mindestabstand 135a eines Zellfußes 120 der Batteriezellen 110 und/oder eines Zellfußbodens 126 der Zellgehäuse 122 der Batteriezellen 110 von dem Boden 104 der Gießform 100, beträgt vorzugs weise mindestens ungefähr 0,3 mm, beispielsweise mindestens ungefähr 0,4 mm.

Ein Höchstabstand 135b der Batteriezellen 110 von dem Boden 104 der Gieß form 100, insbesondere ein Höchstabstand 135b eines Zellfußes 120 der Batteriezellen 110 und/oder eines Zellfußbodens 126 der Zellgehäuse 122 der Batteriezellen 110 von dem Boden 104 der Gießform 100, beträgt vorzugs weise höchstens ungefähr 1,5 mm, beispielsweise höchstens ungefähr 1,0 mm.

Der Höchstabstand 135b der Batteriezellen 110 von dem Boden 104 der Gieß form 100, insbesondere der Höchstabstand 135b eines Zellfußes 120 der Batteriezellen 110 und/oder eines Zellfußbodens 126 der Zellgehäuse 122 der Batteriezellen 110 von dem Boden 104 der Gießform 100, entspricht vorzugs weise einer maximalen Dicke 188 des Vergussmaterials 108, welches zwischen dem Boden 104 der Gießform 100 und den Batteriezellen 100 angeordnet ist.

Eine Dicke des Vergussmaterials 108, welches zwischen dem Boden 104 der Gießform 100 und den Batteriezellen 110 angeordnet ist, liegt somit vorzugs weise in einem Bereich von ungefähr 0,3 mm bis ungefähr 1,5 mm, vorzugs weise in einem Bereich von ungefähr 0,4 mm bis ungefähr 1,0 mm.

Wenn die Halteelemente 146 magnetische Halteelemente 158 oder elektro magnetische Halteelemente 160 sind, kann vorgesehen sein, dass das Ver gussmaterial 108 nach dem Einbringen desselben in die Gießform 100 mit einem Unterdrück beaufschlagt wird, insbesondere nachdem die Batteriezellen 110 mit dem Vergussmaterial 108 in Kontakt gebracht werden.

Die Vorrichtung 113 zum Herstellen eines Batteriemoduls 140 umfasst vor zugsweise ferner eine Unterdruckvorrichtung 190, welche insbesondere derart ausgebildet ist, dass das Vergussmaterial 108 mit einem Unterdrück beauf schlagt werden kann.

Die Unterdruckvorrichtung 190 ist in den Fig. 6, 8 und 9 lediglich schematisch gekennzeichnet.

Vorzugsweise wird das Vergussmaterial 108 mittels der Unterdruckvorrichtung 190 mit einem Unterdrück beaufschlagt, während das Vergussmaterial 108 noch flüssig und/oder fließfähig ist.

Durch Beaufschlagen des Vergussmaterials 108 mit einem Unterdrück werden vorzugsweise Gasblasen aus dem Vergussmaterial 108 entfernt.

Fig. 10 zeigt einen Verfahrensschritt eines Verfahrens zur Herstellung eines Batteriemoduls 140, wobei Batteriezellen 110 mittels des Vergussmaterials 108 mit zwei Montageelementen 192 vergossen werden. Beispielsweise ist es denkbar, dass die Montageelemente 192 parallel zu einer langen Nebenseite des Batteriemoduls 140 angeordnet werden.

Die Montageelemente 192 sind vorzugsweise zur Festlegung des Batterie moduls 140 an einem zeichnerisch nicht dargestellten Gehäuse einer Batterie vorrichtung ausgebildet.

Die Batteriezellen 110 werden mit den Montageelementen 192 insbesondere bei einer Ausführungsform einer Batteriemoduls 140 vergossen, bei der die Batteriezellen 110 und der Vergusskörper 138 nach dem Vernetzen und/oder Aushärten des Vergussmaterials 108 aus der Gießform 100 entnommen werden.

Beispielsweise ist es denkbar, dass das Batteriemodul 140 nur mittels der Montageelemente 192 an einem Gehäuse einer Batterievorrichtung festlegbar ist.

Günstig kann es sein, wenn der Vergusskörper 138 formschlüssig mit den Montageelementen 192 verbunden ist.

Die Montageelemente 192 umfassen vorzugsweise einen Vergussabschnitt 194, mittels welchem die Montageelemente 192 mit dem Vergussmaterial 108 vergossen werden.

Die Montageelemente 192 umfassen vorzugsweise ferner einen Montage abschnitt 196, mittels welchem die Montageelemente 192 an einem Gehäuse einer Batterievorrichtung festlegbar sind, beispielsweise an einer Befestigungs schiene des Gehäuses.

Der Vergussabschnitt 194 der Montageelemente 192 ist insbesondere in das Vergussmaterial 108 des Vergusskörpers 138 eingebettet. Der Vergussabschnitt 194 der Montageelemente 192 umfasst vorzugsweise mehrere Hinterschneidungselemente 198, welche derart ausgebildet sind, dass sich der Vergussabschnitt 194 des jeweiligen Montageelements 192 und der Vergusskörper 138 nach dem Vergießen der Batteriezellen 110 hinter schneiden.

In Fig. 11 sind aus Übersichtlichkeitsgründen lediglich einzelne der Hinter schneidungselemente 198 mit einem Bezugszeichen gekennzeichnet.

Der Vergussabschnitt 194 eines der Montageelemente 192 und der Verguss körper 138 sind mittels der Hinterschneidungselemente 198 vorzugsweise formschlüssig miteinander verbunden.

Vorzugsweise kann dabei ein sicherer Halt des Vergussabschnitts 194 in dem Vergusskörper 138 ermöglicht werden.

Günstig kann es beispielsweise sein, wenn die Hinterschneidungselemente 198 Durchtrittsöffnungen in dem Vergussabschnitt 194 der Montageelemente 192 sind.

Der Montageabschnitt 196 der Montageelemente 192 umfasst vorzugsweise mehrere Formschlusselemente 200, welche formschlüssig, beispielsweise puzzleartig, mit einer Befestigungsschiene eines Gehäuses einer Batterievor richtung verbindbar sind.

Alternativ oder ergänzend dazu kann vorgesehen sein, dass der Montageab schnitt 196 der Montageelemente 192 jeweils mehrere zeichnerisch nicht dar gestellte Befestigungselemente umfasst, welche beispielsweise als Durchtritts öffnungen in dem Montageabschnitt 196 ausgebildet sind.

Beispielsweise ist der Montageabschnitt 196 eines Montageelements 192 mittels der als Durchtrittsöffnungen ausgebildeten Befestigungselemente mit einer Befestigungsschiene eines Gehäuses einer Batterievorrichtung ver schraubbar.

Die Montageelemente 192 sind beispielsweise Profilelemente 202, beispiels weise Blechwinkel 204.

Aus Platzgründen kann vorgesehen sein, dass eine Materialstärke 206 der Profilelemente 202, insbesondere der Blechwinkel 204, höchstens ungefähr 2 mm beträgt.

Die Montageelemente 192 werden beim Vergießen der Batteriezellen 110 vor zugsweise an der Gießform 100 festgelegt, beispielsweise mittels eines oder mehrerer zeichnerisch nicht dargestellter Niederhalter.

Alternativ oder ergänzend dazu ist es möglich, dass die Montageelemente 192 zum Festlegen derselben an der Gießform 100 mit der Gießform 100 ver schraubt werden.

Durch Festlegen der Montageelemente 192 an der Gießform 100 kann vor zugsweise ein Abstand der Montageelemente 192 relativ zu der Gießform 100, beispielsweise relativ zu der Seitenwandung 106 der Gießform 100 und/oder relativ zu dem Boden 104 der Gießform, fixiert werden.

Vorzugsweise kann so ein passgenauer Einbau des Batteriemoduls 140 er möglicht werden.

Günstig kann es ferner sein, wenn die Montageelemente 192 eine zeichnerisch nicht dargestellte Temperiervorrichtung zum Temperieren der Batteriezellen 110 umfassen oder bilden.

Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die Montageelemente 192 eine Temperierkanalstruktur umfassen, durch welche ein Temperiermedium geleitet werden kann.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen eines Batteriemoduls (140), wobei das Ver fahren Folgendes umfasst:

Bereitstellen mehrerer Batteriezellen (110), welche vorzugsweise als Rundzellen (114) ausgebildet sind;

Vergießen der Batteriezellen (110) mit einem Vergussmaterial (108), wobei das Vergussmaterial (108) nach dem Vergießen vorzugsweise aushärtet und/oder vernetzt und durch Aushärten und/oder Vernetzen des Vergussmaterials (108) ein Vergusskörper (138) gebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie zellen (110) vor dem Vergießen mittels einer Haltevorrichtung (112) relativ zueinander, insbesondere im Wesentlichen parallel zueinander, und/oder relativ zu der Haltevorrichtung (112) positioniert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie zellen (110) zum Positionieren derselben in der Haltevorrichtung (112) in einer parallel zu den Längsachsen (116) der Batteriezellen (110) ver laufenden Richtung geführt sind.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen (110) mittels der Haltevorrichtung (112) derart positio niert werden, dass Zellköpfe (118) der Batteriezellen (110) im Wesentlichen in einer Positionierebene (134) angeordnet sind.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen (110) mittels der Haltevorrichtung (112) an ihren Zellköpfen (118) gehalten und/oder gegriffen werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie zellen (110) mittels der Haltevorrichtung (112) magnetisch, elektro magnetisch, pneumatisch oder mechanisch gehalten und/oder gegriffen werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen (110) mittels der Haltevorrichtung (112) so lange gehalten werden, bis das Vergussmaterial (108) derart vernetzt ist, dass eine Position der Batteriezellen (110) relativ zueinander und/oder relativ zu einer Gießform (100) fixiert ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Batteriezellen (110) und der Vergusskörper (138) nach dem Aushärten und/oder Vernetzen des Vergussmaterials (108) aus der Gießform (100) entnommen werden; oder b) die Batteriezellen (110) und der Vergusskörper (138) nach dem Aushärten und/oder Vernetzen des Vergussmaterials (108) in der Gießform (100) verbleiben und mit dieser ein Verbundbauteil (145) bilden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen (110) vor dem Vergießen mittels der Haltevor richtung (110) derart relativ zu einer Gießform (100) positioniert werden, dass die Batteriezellen (110) von einem Boden (104) der Gieß form (100) beabstandet sind.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevor richtung (112) mittels einer Anschlagvorrichtung (178) derart an einer Gießform (100) mittelbar oder unmittelbar anschlagen wird, dass die Haltevorrichtung (112) in einer vorgegebenen Position relativ zu der Gießform (100) positionierbar wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen (110) vor dem Vergießen mittels der Haltevor richtung (112) derart positioniert werden, dass ein minimaler Zellab stand (137) benachbarter Batteriezellen (110), insbesondere ein minimaler Abstand der Zellmäntel (128) der Zellgehäuse (122) benach barter Batteriezellen (110), mindestens ungefähr 0,3 mm, vorzugsweise mindestens ungefähr 0,7 mm, und/oder höchstens ungefähr 2,0 mm, vorzugsweise höchstens ungefähr 1,3 mm, ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Batteriezellen (110) mittels der Haltevorrichtung (112) elektrisch voneinander isoliert werden, während die Batteriezellen (110) mittels der Haltevorrichtung (112) gehalten und/oder gegriffen werden; und/oder b) die Haltevorrichtung (112) gegenüber den Batteriezellen (110) elektrisch isoliert ist, während die Batteriezellen (110) mittels der Haltevorrichtung (112) gehalten und/oder gegriffen werden.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen (110) mittels des Vergussmaterials (108) mit einem, vorzugsweise mit mehreren, beispielsweise zwei, Montage elementen (192) vergossen werden, welche vorzugsweise zur Fest legung eines Batteriemoduls (140) an einem Gehäuse einer Batterievor richtung ausgebildet sind.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Vergussmaterial (108) zum Vergießen der Batteriezellen (110) in eine Gießform (100) eingebracht wird, wobei vorzugsweise a) zunächst das Vergussmaterial (108) in die Gießform (100) einge bracht wird und anschließend die Batteriezellen (110) in das Ver gussmaterial (108) hineingedrückt werden; oder b) zunächst die Batteriezellen (110) zumindest teilweise in der Gieß form (100) angeordnet werden und anschließend das Verguss material (108) in die Gießform (100) eingebracht wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Ver gussmaterial (108) nach dem Einbringen desselben in die Gießform (100) mit einem Unterdrück beaufschlagt wird, insbesondere nachdem die Batteriezellen (110) mit dem Vergussmaterial (108) in Kontakt gebracht werden.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen (110) beim Vergießen derselben zu mindestens ungefähr 10%, vorzugsweise zu mindestens ungefähr 25%, und/oder zu höchstens ungefähr 90%, vorzugsweise zu höchstens ungefähr 75%, bezogen auf ihre Länge (136) in das Vergussmaterial (108) eingebracht werden.

17. Batteriemodul (140), insbesondere hergestellt durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das Batteriemodul (140)

Folgendes umfasst: mehrere Batteriezellen (110), welche vorzugsweise als Rundzellen (114) ausgebildet sind; einen Vergusskörper (138) aus einem Vergussmaterial (108), mittels welchem die Batteriezellen (110) vergossen sind, wobei Zellköpfe (118) der Batteriezellen (110) im Wesentlichen in einer Ebene (134) angeordnet sind.

18. Batteriemodul (140) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergusskörper (138) des Batteriemoduls (140) in einer Gießform (100) angeordnet ist und mit der Gießform (100) ein Verbundbauteil (145) bildet.

19. Batteriemodul (140) nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekenn zeichnet, dass der Vergusskörper (138) formschlüssig mit einem oder mehreren, beispielsweise zwei, Montageelementen (192) verbunden ist.

20. Vorrichtung (113) zum Herstellen eines Batteriemoduls (140), insbe sondere unter Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Vorrichtung (113) Folgendes umfasst: eine Haltevorrichtung (112), welche ein oder mehrere Halte elemente (146) zum Halten und/oder Greifen jeweils einer Batteriezelle (110) umfasst, wobei ein jeweiliges Halteelement (146) derart ausgebildet ist, dass jeweils eine Batteriezelle (110) an einem Zellkopf (118) derselben gehalten und/oder gegriffen werden kann, beispielsweise magnetisch, elektromagnetisch, pneumatisch oder mechanisch.

21. Vorrichtung (113) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche (154) eines Halteelements (146) der Haltevorrichtung (112), welche beim Halten und/oder Greifen einer Batteriezelle (110) mit dem Zellkopf (118) der Batteriezelle (110) und/oder mit einem Zell kopfdeckel (124) eines Zellgehäuses (122) der Batteriezelle (110) in Kontakt gebracht wird, im Wesentlichen komplementär zu einer Ober fläche (156) der Batteriezelle (110) am Zellkopf (118) und/oder einer Oberfläche (156) des Zellkopfdeckels (124) des Zellgehäuses (122) der Batteriezelle (110) ausgebildet ist.

22. Vorrichtung (113) nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (112) derart ausgebildet ist, dass die Halte vorrichtung (112) zwischen einem Schaltzustand, in welchem Batterie zellen (110) mittels jeweils eines Halteelements (146) gehalten und/oder gegriffen werden, und einem Freigabezustand, in welchem Batteriezellen (110) nicht gehalten und/oder gegriffen werden, schaltbar ist.

23. Vorrichtung (113) nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (113) eine Prüfvorrichtung (162) umfasst, mittels welcher ein Haltezustand des einen oder der mehreren Halteelemente (146) überprüfbar ist.

24. Vorrichtung (113) nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (112) eine Führungs und/oder Ausrichtvorrichtung (164) umfasst, mittels welcher mehrere Batteriezellen (110) relativ zueinander, insbesondere im Wesentlichen parallel zueinander, und/oder relativ zu der Haltevorrichtung (112) positionierbar sind.

25. Vorrichtung (113) nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Haltevorrichtung (112) eine Anschlagvorrichtung (178) um fasst, wobei die Haltevorrichtung (112) mittels der Anschlagvor richtung (178) derart an einer Gießform (100) mittelbar oder un mittelbar anschlagbar ist, dass die Haltevorrichtung (112) in einer vorgegebenen Position relativ zu der Gießform (100) positionier bar ist; und/oder b) die Vorrichtung (113) eine Positioniervorrichtung (180) umfasst, wobei die Haltevorrichtung (112) mittels der Positioniervor richtung (180) relativ zu einer Gießform (100) positionierbar ist.

26. Vorrichtung (113) nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (112) eine elektrische Isolationsvorrichtung (172) umfasst, mittels welcher Batteriezellen (110) elektrisch voneinander isolierbar sind, während die die Batteriezellen (110) mittels der Haltevorrichtung (112) gehalten und/oder gegriffen werden, und/oder mittels welcher die Haltevor richtung (112) gegenüber den Batteriezellen (110) elektrisch isolierbar ist, während die Batteriezellen (110) mittels der Haltevorrichtung (112) gehalten und/oder gegriffen.