DE102019001603A1 - Battery with a plurality of battery cells - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Batterie, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Mehrzahl von Batteriezellen, welche elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Als Ableiter einer jeweiligen Batteriezelle ausgebildete Bauteile (34, 36) sind miteinander durch Schweißen verbunden, und/oder es ist wenigstens ein als Zellverbinder ausgebildetes Bauteil (34) mit wenigstens einem als Ableiter einer der Batteriezellen ausgebildeten Bauteil (36) in einem Überlappungsbereich der Bauteile (34, 36) durch Schweißen verbunden. Ein erstes Bauteil (34) der miteinander verbundenen Bauteile (34, 36) weist einen flächigen Kontaktbereich (42) auf, in welchem das erste Bauteil (34) mit einem zweiten Bauteil (36) der miteinander verbundenen Bauteile (34, 36) durch das Schweißen verbunden ist. Das erste Bauteil (34) weist in dem Kontaktbereich eine oder eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Ausbuchtungen (38) auf, welche zu dem zweiten Bauteil (36) hin ausgeformt sind. The invention relates to a battery, in particular for a motor vehicle, having a plurality of battery cells which are connected to one another in an electrically conductive manner. Components (34, 36) designed as arresters of a respective battery cell are connected to one another by welding, and / or there is at least one component (34) designed as a cell connector with at least one component (36) designed as an arrester of one of the battery cells in an overlapping area of the components (34, 36) connected by welding. A first component (34) of the interconnected components (34, 36) has a flat contact area (42) in which the first component (34) with a second component (36) of the interconnected components (34, 36) through the Welding is connected. In the contact area, the first component (34) has one or a plurality of bulges (38) which are arranged next to one another and which are shaped towards the second component (36).
Description
Die Erfindung betrifft eine Batterie mit einer Mehrzahl von Batteriezellen, welche elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Hierbei sind als Ableiter einer jeweiligen Batteriezelle ausgebildete Bauteile miteinander und/oder wenigstens ein als Zellverbinder ausgebildetes Bauteil mit wenigstens einem als Ableiter einer der Batteriezellen ausgebildeten Bauteil in einen Überlappungsbereich der Bauteile durch Schweißen verbunden.The invention relates to a battery having a plurality of battery cells which are connected to one another in an electrically conductive manner. Here, components designed as arresters of a respective battery cell are connected to one another and / or at least one component designed as a cell connector with at least one component designed as an arrester of one of the battery cells in an overlapping area of the components by welding.
Beispielsweise beschreibt die
Als nachteilig ist hierbei der Umstand anzusehen, dass diese Art der stoffschlüssigen Verbindung eine hochpräzise Fertigung der Zellterminals und des Zellverbinders erforderlich macht, und dass die Handhabung des Zellverbinders im Hinblick auf das Aufbringen der Verformungskraft prozesstechnische Schwierigkeiten mit sich bringt. A disadvantage here is the fact that this type of material connection requires high-precision production of the cell terminals and the cell connector, and that the handling of the cell connector with regard to the application of the deformation force entails procedural difficulties.
Jedoch auch beim Verschweißen von Bauteilen von Batterien, welche in einem Überlappungsbereich der Bauteile durch Schweißen miteinander verbunden sind, können Schwierigkeiten auftreten. Dies soll mit Verweis auf
Von einer Batterie
In
In
Demgemäß können etwa aufgrund von Bauteilungenauigkeiten, welche durch Toleranzen in vorangehenden Umformoperationen bedingt sein können, unterschiedlich große Spalte
Aufgrund derartiger Spalte
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Batterie der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher eine besonders zuverlässige elektrisch leitende Verbindung zwischen den Bauteilen erreichbar ist. The object of the present invention is therefore to create a battery of the type mentioned at the beginning in which a particularly reliable electrically conductive connection between the components can be achieved.
Diese Aufgabe wird durch eine Batterie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved by a battery with the features of claim 1. Advantageous configurations with expedient further developments of the invention are specified in the dependent claims.
Die erfindungsgemäße Batterie, welche insbesondere für ein Kraftfahrzeug vorgesehen sein kann, umfasst eine Mehrzahl von Batteriezellen, welche elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Als Ableiter einer jeweiligen Batteriezelle ausgebildete Bauteile sind in einem Überlappungsbereich der Bauteile durch Schweißen miteinander verbunden. Zusätzlich oder alternativ ist wenigstens ein als Zellverbinder ausgebildetes Bauteil mit wenigstens einem als Ableiter einer der Batteriezellen ausgebildeten Bauteil in einem Überlappungsbereich der Bauteile durch Schweißen verbunden. Hierbei weist ein erstes Bauteil der miteinander verbundenen Bauteile einen flächigen Kontaktbereich auf, in welchem das erste Bauteil mit einem zweiten Bauteil der miteinander verbundenen Bauteile durch das Schweißen verbunden ist. Das erste Bauteil weist in dem Kontaktbereich eine oder eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Ausbuchtungen auf, welche zu dem zweiten Bauteil hin ausgeformt sind.The battery according to the invention, which can be provided in particular for a motor vehicle, comprises a plurality of battery cells which are connected to one another in an electrically conductive manner. Components designed as arresters of a respective battery cell are connected to one another by welding in an overlapping area of the components. Additionally or alternatively, at least one component designed as a cell connector is connected by welding to at least one component designed as an arrester for one of the battery cells in an overlapping area of the components. Here, a first component of the interconnected components has a flat contact area in which the first component is connected to a second component of the interconnected components by welding. In the contact area, the first component has one or a plurality of bulges which are arranged next to one another and which are shaped towards the second component.
Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine vor dem Schweißen in das erste Bauteil eingebrachte geometrische Kontur in Form der wenigstens einen Ausbuchtung einem zuverlässigen Überbrücken eines Spalts zwischen den Bauteilen während des Fügeprozesses dient. Diese Ausbuchtung oder Kontur stellt im gespannten Zustand, in welchem das erste Bauteil gegen das zweite Bauteil gedrückt wird, einen sicheren Kontakt zwischen den miteinander zu verschweißenden Bauteilen her. Hierbei verhält sich die Ausbuchtung flexibel, da sie bei Vorliegen eines Spalts nur geringer Höhe zwischen den Bauteilen intensiver zusammengestaucht wird als bei Vorliegen eines Spalts größerer Höhe. Durch das Vorsehen der in das erste Bauteil eingebrachten wenigstens einen Kontur oder Ausbuchtung kann prozesssicher die Verbindung zwischen den Bauteilen durch Schweißen hergestellt werden. Folglich ist eine besonders zuverlässige elektrisch leitende Verbindung zwischen den Bauteilen erreichbar.This is based on the knowledge that a geometric contour in the form of the at least one bulge that is introduced into the first component before welding is used to reliably bridge a gap between the components during the joining process. In the tensioned state, in which the first component is pressed against the second component, this bulge or contour produces a secure contact between the components to be welded together. In this case, the bulge behaves flexibly, since it is compressed more intensely when there is a gap of only a small height between the components than when there is a gap of greater height. By providing the at least one contour or bulge introduced into the first component, the connection between the components can be produced reliably by welding. As a result, a particularly reliable electrically conductive connection between the components can be achieved.
Insbesondere kann auf diese Weise die Prozesssicherheit beim Laserstrahlschweißen gesteigert werden. Zudem ist das entsprechende Verfahren flexibel für alle schweißbaren Werkstoffe anwendbar. Insbesondere lässt sich auch bei Mischverbindungen, etwa dem Verschweißen eines Bauteils aus Aluminium mit einem Bauteil aus Kupfer, eine besonders zuverlässige elektrisch leitende Verbindung der Bauteile miteinander herstellen.In particular, the process reliability during laser beam welding can be increased in this way. In addition, the corresponding process can be used flexibly for all weldable materials. In particular, a particularly reliable, electrically conductive connection of the components to one another can also be established with mixed connections, for example the welding of a component made of aluminum to a component made of copper.
Des Weiteren kann auch bei Größen eines Spalts, welche geringer oder gleich einer Höhe der jeweiligen Ausbuchtung sind, eine zuverlässige Überbrückung des Spalts durch das Schweißen erreicht werden. Darüber hinaus sorgt die wenigstens eine Ausbuchtung für eine Versteifung des ersten Bauteils. Folglich wird verhindert, dass sich das erste Bauteil entgegen der Richtung oder in die Richtung, in welche die wenigstens eine Ausbuchtung ausgeformt ist, aufbiegen oder verbiegen kann.Furthermore, a reliable bridging of the gap by welding can also be achieved with sizes of a gap which are less than or equal to the height of the respective bulge. In addition, the at least one bulge ensures stiffening of the first component. As a result, it is prevented that the first component can bend or bend against the direction or in the direction in which the at least one bulge is formed.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of preferred exemplary embodiments and with reference to the drawings. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or alone, without the scope of the Invention to leave.
Dabei zeigen:
-
1 ausschnittsweise eine Batterie, bei welcher Ableiter von Batteriezellen der Batterie miteinander durch Schweißen verbunden sind, wobei die miteinander verschweißten Ableiter unterschiedlicher Batteriezellen des Weiteren mit einem Zellverbinder der Batterie verschweißt sind; -
2 die Problematik des Auftretens eines Spalts zwischen Bauteilen der Batterie wie etwa zwischen den Ableitern beziehungsweise zwischen dem Zellverbinder und einem der Ableiter; -
3 schematisch das Vorsehen einer als Sicke ausgebildeten Ausbuchtung in einem ersten, oberen Bauteil und das damit einhergehende Überbrücken des Spalts vor dem Verschweißen zweier Bauteile miteinander; -
4 die aussteifende Wirkung einer derartigen Sicke, welche eine Verbiegung des oberen Bauteils in Hochrichtung unterbindet; -
5 die beiden miteinander zu verschweißenden Bauteile in einem voneinander beabstandeten und in einem aneinander anliegenden Zustand; und -
6 eine Variante der Schweißverbindung, bei welcher das obere oder erste Bauteil in einem flächigen Kontaktbereich mit einem zweiten Bauteil in Anlage gebracht wird, mit welchem das eine Mehrzahl von Ausbuchtungen aufweisende erste Bauteil verschweißt werden soll, wobei auch die Ausbildung von mehreren Schweißnähten in dem Kontaktbereich vorgesehen sein kann.
-
1 a section of a battery in which arresters of battery cells of the battery are connected to one another by welding, the arresters of different battery cells welded to one another being furthermore welded to a cell connector of the battery; -
2 the problem of the occurrence of a gap between components of the battery such as between the arresters or between the cell connector and one of the arresters; -
3 schematically the provision of a bulge formed as a bead in a first, upper component and the associated bridging of the gap before two components are welded together; -
4th the stiffening effect of such a bead, which prevents bending of the upper component in the vertical direction; -
5 the two components to be welded together in a spaced apart and in a mutually adjacent state; and -
6th a variant of the welded connection, in which the upper or first component is brought into contact with a second component in a flat contact area, with which a plurality of bulges having first component is to be welded, wherein the formation of several weld seams can be provided in the contact area.
Im Hinblick auf den mit Bezug auf
In einer linken Darstellung in
Es kann so beispielsweise das erste Bauteil
Durch das Ausbilden wenigstens einer Ausbuchtung
In der in
In einer in
Gemäß der in
Anhand von
Gemäß der in
Die Ausbuchtung
Zusätzlich oder alternativ kann wenigstens eine der Ausbuchtungen
In der in
Das erste Bauteil
Die nebeneinander angeordneten Schweißnähte
Es können jedoch auch andere geometrische Konturen wie Verprägungen oder Kanten im jeweiligen Oberteil beziehungsweise Oberblech, also in dem ersten Bauteil
Vorzugsweise gilt bei einer Dicke tO des ersten Bauteils
Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn bei einer Dicke to des ersten Bauteils
Derartige Breiten bK des Kontaktbereichs
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- Batteriebattery
- 1212
- BatteriezelleBattery cell
- 1414th
- AbleiterArrester
- 1616
- AbleiterArrester
- 1818th
- ÜberlappungsbereichOverlap area
- 2020th
- SchweißnahtWeld
- 2222nd
- ÜberlappungsbereichOverlap area
- 2424
- ZellverbinderCell connector
- 2626th
- ÜberlappungsbereichOverlap area
- 2828
- ÜberlappungsbereichOverlap area
- 3030th
- Spaltgap
- 3232
- Laserstrahllaser beam
- 3434
- BauteilComponent
- 3636
- BauteilComponent
- 3838
- Ausbuchtungbulge
- 4040
- KraftpfeilPower arrow
- 4242
- KontaktbereichContact area
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102011085467 A1 [0002]DE 102011085467 A1 [0002]
Claims (8)
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DE102019001603.3A Withdrawn DE102019001603A1 (en) | 2019-03-06 | 2019-03-06 | Battery with a plurality of battery cells |
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DE102012221780A1 (en) * | 2012-11-28 | 2014-05-28 | Robert Bosch Gmbh | Battery for motor car, has covering that is formed from electrical insulative material and from optical transparent material in one portion, to cover electrical terminals and cell connectors whose connection portion includes weld seam |
JP6814389B2 (en) * | 2017-04-10 | 2021-01-20 | トヨタ自動車株式会社 | Batteries |
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2019
- 2019-03-06 DE DE102019001603.3A patent/DE102019001603A1/en not_active Withdrawn
-
2020
- 2020-02-11 WO PCT/EP2020/053494 patent/WO2020177989A1/en active Application Filing
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: DAIMLER AG, DE Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
|
R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01M0002220000 Ipc: H01M0050528000 |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |