DE102019001603A1 - Battery with a plurality of battery cells - Google Patents

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Dirk Steffens
Christian Elsner
Michael BRANDNER
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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.

Figure DE102019001603A1_0000
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).
Figure DE102019001603A1_0000

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 DE 10 2011 085 467 A1 , dass bei einem Lithium-Ionen-Akkumulator die Zellterminals einer jeweiligen Akkumulatorzelle mittels eines Zellverbinders elektrisch in Reihe geschaltet werden können. Hierbei kann vorgesehen sein, den Zellverbinder auf die Zellterminals aufzulegen und durch sortenreines Durchschweißen des Zellverbinders mit den Zellterminals zu verschweißen. Die DE 10 2011 085 467 A1 schlägt jedoch aufgrund damit angeblich verbundener prozesstechnischer Schwierigkeiten vor, Seitenflächen der Zellterminals mit einer seitlichen Randfläche des Zellverbinders stoffschlüssig zu verbinden, wobei die seitliche Randfläche des Zellverbinders spaltfrei an der Seitenfläche des Zellterminals anliegt. Dieses spaltfreie Anliegen soll bei dem Gegenstand der DE 10 2011 085 467 A1 erreicht werden, indem der jeweilige Zellverbinder einen gewölbten Verformungsbereich aufweist. Auf den Verformungsbereich kann eine Verformungskraft aufgebracht werden, um die seitlichen Randflächen des Zellverbinders mit den Seitenflächen der Zellterminals von benachbarten elektrochemischen Zellen in Anlage zu bringen.For example, describes the DE 10 2011 085 467 A1 that in the case of a lithium-ion accumulator, the cell terminals of a respective accumulator cell can be connected electrically in series by means of a cell connector. It can be provided here to place the cell connector on the cell terminals and to weld it to the cell terminals by welding through the cell connector. The DE 10 2011 085 467 A1 proposes, however, due to process engineering difficulties allegedly associated with this, to materially connect side surfaces of the cell terminals with a side edge surface of the cell connector, the side edge surface of the cell connector resting against the side surface of the cell terminal without a gap. This gap-free concern is intended for the subject of DE 10 2011 085 467 A1 can be achieved in that the respective cell connector has a curved deformation area. A deformation force can be applied to the deformation area in order to bring the side edge surfaces of the cell connector into contact with the side surfaces of the cell terminals of adjacent electrochemical cells.

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 1 und 2 erläutert werden.However, difficulties can also arise when welding components of batteries which are connected to one another by welding in an overlapping area of the components. This is meant to be with reference to 1 and 2 explained.

Von einer Batterie 10 ist in 1 ausschnittsweise und schematisch eine Mehrzahl von Batteriezellen 12 gezeigt. Insbesondere bei einer Ausbildung der Batteriezellen 12 als Lithium-Ionen-Zellen können erste Ableiter 14 von negativen Elektroden der jeweiligen Batteriezelle 12 durch Bleche beziehungsweise Folien aus Kupfer gebildet sein. Demgegenüber können zweite Ableiter 16 von positiven Elektroden der jeweiligen Batteriezelle 12 durch Bleche oder Folien aus Aluminium gebildet sein. Aus 1 ist ersichtlich, dass die aus Kupfer gebildeten ersten Ableiter 14 zweier Batteriezellen 12 in einem Überlappungsbereich 18 über eine Schweißnaht 20 miteinander verbunden sind. In analoger Weise sind die aus Aluminium gebildeten zweiten Ableiter 16 zweier weiterer Batteriezellen 12 in einem weiteren Überlappungsbereich 22 über eine weitere Schweißnaht 20 miteinander verbunden.From a battery 10 is in 1 partially and schematically a plurality of battery cells 12 shown. In particular when the battery cells are designed 12 first arresters can be used as lithium-ion cells 14th of negative electrodes of the respective battery cell 12 be formed by sheets or foils made of copper. In contrast, second arresters 16 of positive electrodes of the respective battery cell 12 be formed by sheets or foils made of aluminum. Out 1 it can be seen that the first arrester formed from copper 14th two battery cells 12 in an overlap area 18th via a weld seam 20th are connected to each other. The second arresters made of aluminum are analogous 16 two more battery cells 12 in a further overlap area 22nd via another weld 20th connected with each other.

In 1 ist zudem ein Zellverbinder 24 gezeigt, welcher in einem ersten Überlappungsbereich 26 über eine weitere Schweißnaht 20 mit zumindest einem der zweiten Ableiter 16 verbunden ist und in einem zweiten Überlappungsbereich 28 über nochmals eine weitere Schweißnaht 20 mit zumindest einem der ersten Ableiter 14. Bei einem derartigen Kontaktieren der Batteriezellen 12 durch die Ausbildung von Schweißverbindungen, welche insbesondere durch Laserstrahlschweißen erreicht werden kann, können aufgrund von vorgelagerten Biegeoperationen unterschiedlich große Spalte zwischen Bauteilen in Form der Ableiter 14, 16 untereinander sowie zwischen dem Zellverbinder 24 und den Ableitern 14, 16 entstehen. Dies soll mit Bezug auf 2 erläutert werden.In 1 is also a cell connector 24 shown, which in a first overlap area 26th via another weld 20th with at least one of the second arresters 16 is connected and in a second overlap area 28 over another weld seam 20th with at least one of the first arresters 14th . When the battery cells are contacted in this way 12 Through the formation of welded connections, which can be achieved in particular by laser beam welding, gaps of different sizes between components in the form of arresters can be created due to upstream bending operations 14th , 16 among each other and between the cell connector 24 and the arresters 14th , 16 arise. This is meant to be with reference to 2 explained.

In 2 ist ein erstes Bauteil gezeigt, bei welchem es sich beispielsweise um den Zellverbinder 24 oder einen der Ableiter 14, 16 handeln kann. Beispielsweise soll der Fall betrachtet werden, dass der Zellverbinder 24 mit dem ersten Ableiter 14 über die Schweißnaht 20 verbunden werden soll. Das mit Bezug auf die beispielhaft in 2 gezeigten Bauteile Ausgeführte gilt jedoch auch für Verbinden der ersten Ableiter 14 miteinander in dem Überlappungsbereich 18, für das Verbinden der zweiten Ableiter 16 miteinander in dem Überlappungsbereich 22 und für das Verbinden des Zellverbinders 24 mit einem der zweiten Ableiter 16 in dem Überlappungsbereich 26.In 2 a first component is shown, which is, for example, the cell connector 24 or one of the arresters 14th , 16 can act. For example, consider the case that the cell connector 24 with the first arrester 14th over the weld 20th should be connected. With reference to the example in 2 The components shown also apply to the connection of the first arrester 14th with each other in the overlap area 18th , for connecting the second arrester 16 with each other in the overlap area 22nd and for connecting the cell connector 24 with one of the second arresters 16 in the overlap area 26th .

Demgemäß können etwa aufgrund von Bauteilungenauigkeiten, welche durch Toleranzen in vorangehenden Umformoperationen bedingt sein können, unterschiedlich große Spalte 30 zwischen den jeweiligen Bauteilen auftreten, bei dem in 2 gezeigten Beispiel also etwa der Spalt 30 zwischen dem Zellverbinder 24 und dem Ableiter 14.Accordingly, due to component inaccuracies, which can be caused by tolerances in previous forming operations, gaps of different sizes can occur 30th occur between the respective components, in which in 2 The example shown is about the gap 30th between the cell connector 24 and the arrester 14th .

Aufgrund derartiger Spalte 30 ist die Prozesssicherheit beim Ausbilden der Schweißverbindung durch Herstellen der Schweißnähte 20 eingeschränkt. Ein die jeweilige Schweißnaht 20 herstellender Laserstrahl 32 ist in 2 schematisch gezeigt. Aus 2 ist des Weiteren ersichtlich, dass aufgrund der Größe des Spalts 30 in Hochrichtung (z-Richtung), also senkrecht zu einer flächigen Erstreckung der im Wesentlichen ebenen Bauteile, der Fall auftreten kann, dass eine schlechte oder gar keine Anbindung erreicht wird. Auch dies ist nachteilig.Because of such a column 30th is the process reliability when forming the welded joint by producing the welded seams 20th limited. One the respective weld seam 20th producing laser beam 32 is in 2 shown schematically. Out 2 it can also be seen that due to the size of the gap 30th in the vertical direction (z-direction), that is to say perpendicular to a flat extension of the essentially flat components, the case can arise that a poor connection or no connection at all is achieved. This is also disadvantageous.

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.
Show:
  • 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 1 und 2 erläuterten Sachverhalt wird auf den einleitenden Teil der vorliegenden Beschreibung verwiesen.In terms of referring to 1 and 2 Explained facts, reference is made to the introductory part of the present description.

In einer linken Darstellung in 3 ist ein erstes Bauteil 34 gezeigt, bei welchem es sich beispielsweise um den in 1 gezeigten Zellverbinder 24 oder einen der Ableiter 14, 16 der jeweiligen Batteriezelle 12 handeln kann. Des Weiteren ist in 3 ein zweites Bauteil 36 gezeigt, bei welchem es sich um einen weiteren der beiden Ableiter 14, 16 handeln kann.In a left representation in 3 is a first component 34 shown, which is, for example, the in 1 cell connector shown 24 or one of the arresters 14th , 16 the respective battery cell 12 can act. Furthermore, in 3 a second component 36 shown which is another of the two arresters 14th , 16 can act.

Es kann so beispielsweise das erste Bauteil 34 in Form des Zellverbinders 24 mit dem ersten Ableiter 14 und/oder mit dem zweiten Ableiter 16 verschweißt werden, durch welchen dann das zweite Bauteil 36 bereitgestellt ist. Des Weiteren kann das erste Bauteil 34 als einer der Ableiter 14, 16 ausgebildet sein, welcher dann mit dem anderen Ableiter 14, 16 verbunden wird, wobei in diesem Fall durch den anderen Ableiter 14, 16 das zweite Bauteil 36 bereitgestellt ist. Das erste Bauteil 34 kann auch als Oberblech bezeichnet werden, weil es oberhalb des zweiten Bauteils 36 angeordnet ist.For example, it can be the first component 34 in the form of the cell connector 24 with the first arrester 14th and / or with the second arrester 16 are welded, through which then the second component 36 is provided. Furthermore, the first component 34 as one of the arresters 14th , 16 be formed, which then with the other arrester 14th , 16 connected, in this case through the other arrester 14th , 16 the second component 36 is provided. The first component 34 can also be referred to as a top sheet because it is above the second component 36 is arranged.

Durch das Ausbilden wenigstens einer Ausbuchtung 38 in dem ersten Bauteil 34, welche zu dem zweiten Bauteil 36 hin ausgeformt ist, kann der Spalt 30 zwischen den beiden Bauteilen 34, 36 beim Spannen überbrückt werden. Denn durch das Verformen der beispielsweise als Sicke ausgebildeten Ausbuchtung 38 wird die Sicke beim Spannen zusammengestaucht. Wird also auf das erste Bauteil 34 eine Kraft F aufgebracht, welche in 3 durch Kraftpfeile 40 veranschaulicht ist, so wird die Ausbuchtung 38 zusammengestaucht und so der Spalt 30 überbrückt. Die Sicke beziehungsweise Ausbuchtung 38 ist somit flexibel im Hinblick auf die vorliegende Größe des Spalts 30.By forming at least one bulge 38 in the first component 34 , which to the second component 36 is shaped towards the gap 30th between the two components 34 , 36 be bridged during tensioning. Because by deforming the bulge, which is designed as a bead, for example 38 the bead is compressed when tensioned. So it is on the first component 34 a force F applied, which in 3 by force arrows 40 is illustrated, so will the bulge 38 compressed and so the gap 30th bridged. The bead or bulge 38 is thus flexible with regard to the size of the gap 30th .

In der in 3 mittig gezeigten Darstellung ist der Spalt 30 vergleichsweise groß. Demgegenüber ist in der in 3 rechts gezeigten Darstellung der Spalt 30 kleiner. In der in 3 rechts gezeigten Darstellung ist zudem angedeutet, wie mittels des Laserstrahls 32 die Schweißnaht 20 ausgebildet wird, um die beiden Bauteile 34, 36 elektrisch leitend miteinander zu verbinden.In the in 3 the illustration shown in the middle is the gap 30th comparatively large. In contrast, the in 3 Representation of the gap shown on the right 30th smaller. In the in 3 The illustration shown on the right is also indicated, such as by means of the laser beam 32 the weld 20th is formed to the two components 34 , 36 to connect electrically conductive with each other.

In einer in 4 linken Darstellung ist der Fall veranschaulicht, bei welchem das Oberblech etwa in Form des Zellverbinders 24 (vergleiche 2) in Hochrichtung (z-Richtung) aufgebogen beziehungsweise aufgewölbt ist. Auch dies sorgt dafür, dass der Zellverbinder 24 als Beispiel für das erste Bauteil 34 nicht gut flächig an dem zweiten Bauteil 36 etwa in Form des Ableiters 14 (vergleiche 2) anliegt. Hierzu kann es kommen, wenn die Bauteile 34, 36 im Wesentlichen eben ausgebildet sind, wenn also das erste Bauteil 34 nicht die wenigstens eine Ausbuchtung 38 aufweist.In an in 4th The illustration on the left shows the case in which the top sheet is roughly in the form of the cell connector 24 (compare 2 ) is bent or bulged in the vertical direction (z-direction). This also ensures that the cell connector 24 as an example for the first component 34 not good flat on the second component 36 for example in the form of the arrester 14th (compare 2 ) is present. This can happen if the components 34 , 36 are essentially flat, so if the first component 34 not the at least one bulge 38 having.

Gemäß der in 4 rechten Darstellung sorgt die in dem ersten Bauteil 34 ausgebildete Ausbuchtung 38 oder Sicke dafür, dass das erste Bauteil 34 stärker versteift ist. Dadurch ist die Gefahr einer Verbiegung des ersten Bauteils 34 in die Hochrichtung (z-Richtung) deutlich reduziert. Die Ausbuchtung 38 oder Sicke ist in der in 4 rechten Darstellung in einer Seitenansicht gezeigt und nicht wie in 3 im Querschnitt.According to the in 4th The right representation provides the one in the first component 34 formed bulge 38 or bead for the first component 34 is more rigid. This means there is a risk of the first component bending 34 significantly reduced in the vertical direction (z-direction). The bulge 38 or bead is in the in 4th shown in a side view on the right and not as in 3 in cross section.

Anhand von 5 sollen vorteilhafte Abmessungen der Ausbuchtung 38 bezogen auf andere Parameter des ersten Bauteils 34 beziehungsweise den Spalt 30 veranschaulicht werden. So kann vorgesehen sein, dass bei einer Dicke to des ersten Bauteils 34 für eine Höhe hK der Ausbuchtung 38 die Beziehung 0,001*tO ≤ hK ≤ 1000*tO gilt. Die entsprechenden Parameter des ersten Bauteils 34 in Form der Dicke to und der Höhe hK sind in der in 5 linken Darstellung angegeben.Based on 5 should advantageous dimensions of the bulge 38 related to other parameters of the first component 34 or the gap 30th illustrated. It can thus be provided that with a thickness to of the first component 34 for a height h K of the bulge 38 the relationship 0.001 * t O ≤ h K ≤ 1000 * t O applies. The corresponding parameters of the first component 34 in the form of the thickness to and the height h K are in the in 5 shown on the left.

Gemäß der in 5 rechten Darstellung ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Höhe hK der jeweiligen in dem ersten Bauteil 34 insbesondere durch Prägen ausgebildeten Ausbuchtung 38 größer ist als eine Höhe hs des Spalts 30. Mit anderen Worten sollte vorzugsweise die in das erste Bauteil 34 eingebrachte Kontur beziehungsweise Ausbuchtung 38 eine Höhe hK aufweisen, welche größer ist als der vorhandene Spalt 30 zwischen den Bauteilen 34, 36.According to the in 5 right illustration is preferably provided that the height h K of the respective in the first component 34 in particular bulge formed by embossing 38 is greater than a height hs of the gap 30th . In other words, it should preferably be in the first component 34 introduced contour or bulge 38 have a height h K which is greater than the existing gap 30th between the components 34 , 36 .

Die Ausbuchtung 38 kann viele geeignete Geometrien aufweisen. So kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine der Ausbuchtungen 38 im Wesentlichen als linienförmige Sicke ausgebildet ist, wie dies schematisch und beispielhaft in 3 bis 5 dargestellt ist.The bulge 38 can have many suitable geometries. It can thus be provided that at least one of the bulges 38 is essentially designed as a linear bead, as shown schematically and by way of example in FIG 3 to 5 is shown.

Zusätzlich oder alternativ kann wenigstens eine der Ausbuchtungen 38 in einer Draufsicht kreuzförmig und/oder kreisförmig ausgebildet sein. Es sind jedoch auch andere geeignete Formen denkbar.Additionally or alternatively, at least one of the bulges 38 be formed cross-shaped and / or circular in a plan view. However, other suitable shapes are also conceivable.

In der in 6 linken Darstellung ist eine weitere Möglichkeit der Verbindung des ersten Bauteils 34 mit dem zweiten Bauteil 36 schematisch gezeigt. Hierbei weist das erste Bauteil 34 einen flächigen Kontaktbereich 42 auf, in welchem das erste Bauteil 34 mit dem zweiten Bauteil 36 durch Schweißen verbunden wird.In the in 6th The left illustration is another way of connecting the first component 34 with the second component 36 shown schematically. Here, the first component 34 a flat contact area 42 in which the first component 34 with the second component 36 is connected by welding.

Das erste Bauteil 34 weist bei dieser Variante in dem Kontaktbereich 42 eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten, jedoch in 6 im Detail nicht näher gezeigten Ausbuchtungen 38 auf, welche zu dem zweiten Bauteil 36 hin ausgeformt sind. Durch den Kontaktbereich 42, welcher eine definierte Breite bK aufweist, ist eine vergleichsweise große Aufstandsbreite bereitgestellt, welche eine Ausbildung mehrerer Schweißnähte 20 nebeneinander sowie von Schweißungen mit breiteren Nähten ermöglicht. Solche breiten Nähte oder Schweißnähte 20 können beispielsweise durch eine auch als Wobbeln bezeichnete Taumelbewegung des Laserstrahls 32 beim Laserschweißen erreicht werden. The first component 34 points in this variant in the contact area 42 a plurality of side by side, but in 6th bulges not shown in detail 38 on which to the second component 36 are shaped out. Through the contact area 42 , which has a defined width b K , a comparatively large contact width is provided, which allows the formation of several weld seams 20th side by side as well as welds with wider seams. Such wide seams or welds 20th can, for example, by a wobbling movement of the laser beam, also known as wobbling 32 can be achieved during laser welding.

Die nebeneinander angeordneten Schweißnähte 20 sind in der in 6 rechten Darstellung gezeigt. Im Bereich jeder dieser Schweißnähte 20 weist das erste Bauteil 34 eine jeweilige Ausbuchtung 38 auf, welche nach Art der in 3 bis 5 gezeigten Sicke ausgebildet sein kann. Gemäß der in 6 beispielhaft gezeigten Darstellung können also mehrere, insbesondere drei Konturen beziehungsweise Sicken nebeneinander in dem Kontaktbereich 42 vorgesehen sein.The weld seams arranged side by side 20th are in the in 6th shown on the right. In the area of each of these welds 20th has the first component 34 a respective bulge 38 on what type of in 3 to 5 shown bead can be formed. According to the in 6th The representation shown by way of example can therefore have several, in particular three, contours or beads next to one another in the contact area 42 be provided.

Es können jedoch auch andere geometrische Konturen wie Verprägungen oder Kanten im jeweiligen Oberteil beziehungsweise Oberblech, also in dem ersten Bauteil 34, vorgesehen sein, um den Spalt 30 möglichst zuverlässig zu überbrücken. Durch das Spannen der Bauteile 34, 36 vor der Schweißoperation drücken sich diese eingebrachten Konturen flexibel zusammen, sodass die ausgebildeten Schweißnähte 20 eine besonders zuverlässige elektrisch leitende Verbindung zwischen den Bauteilen 34, 36 herstellen können.However, other geometric contours such as embossing or edges can also be used in the respective upper part or upper plate, that is to say in the first component 34 , be provided around the gap 30th to bridge as reliably as possible. By clamping the components 34 , 36 Before the welding operation, these introduced contours are pressed together flexibly, so that the weld seams formed 20th a particularly reliable electrically conductive connection between the components 34 , 36 can produce.

Vorzugsweise gilt bei einer Dicke tO des ersten Bauteils 34 von to ≥ 0,5 Millimeter für eine Breite bK des Kontaktbereichs 42 die Beziehung 0, 1*tO ≤ bK ≤ 25*tO.The following preferably applies for a thickness t 0 of the first component 34 of to ≥ 0.5 millimeters for a width b K of the contact area 42 the relation 0.1 * t O ≤ b K ≤ 25 * t O.

Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn bei einer Dicke to des ersten Bauteils 34 von to = 0,5 Millimeter für eine Breite bK des Kontaktbereichs 42 die Beziehung 0,1 *to ≤ bK ≤ 25*tO gilt.It has been shown to be further advantageous if, with a thickness to of the first component 34 of to = 0.5 millimeters for a width b K of the contact area 42 the relation 0.1 * to ≤ b K ≤ 25 * t O applies.

Derartige Breiten bK des Kontaktbereichs 42 haben sich nämlich als für die geometrische Optimierung der Batteriekontaktierung besonders vorteilhaft herausgestellt.Such widths b K of the contact area 42 have proven to be particularly advantageous for the geometric optimization of the battery contact.

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)

Batterie, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Mehrzahl von Batteriezellen (12), welche elektrisch leitend miteinander verbunden sind, wobei als Ableiter (14, 16) einer jeweiligen Batteriezelle (12) ausgebildete Bauteile (34, 36) miteinander und/oder wenigstens ein als Zellverbinder (24) ausgebildetes Bauteil (34) mit wenigstens einem als Ableiter (14, 16) einer der Batteriezellen (12) ausgebildeten Bauteil (36) in einem Überlappungsbereich (18, 22, 26, 28) der Bauteile (34, 36) durch Schweißen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Bauteil (34) der miteinander verbundenen Bauteile (34, 36) einen flächigen Kontaktbereich (42) aufweist, in welchem das erste Bauteil (34) mit einem zweiten Bauteil (36) der miteinander verbundenen Bauteile (34, 36) durch das Schweißen verbunden ist, wobei das erste Bauteil (34) in dem Kontaktbereich eine oder eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Ausbuchtungen (38) aufweist, welche zu dem zweiten Bauteil (36) hin ausgeformt sind.Battery, in particular for a motor vehicle, with a plurality of battery cells (12) which are connected to one another in an electrically conductive manner, with components (34, 36) formed as arresters (14, 16) of a respective battery cell (12) with one another and / or at least one Component (34) designed as a cell connector (24) with at least one component (36) designed as an arrester (14, 16) of one of the battery cells (12) in an overlapping area (18, 22, 26, 28) of the components (34, 36) are connected by welding, characterized in that 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) is connected by welding, wherein the first component (34) in the contact area has one or a plurality of juxtaposed bulges (38) which are shaped towards the second component (36) t are. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Dicke tO des ersten Bauteils (34) von tO ≥ 0,5 Millimeter für eine Breite bK des Kontaktbereichs (42) die Beziehung 0,1*tO ≤ bK ≤ 25*tO gilt.Battery after Claim 1 , characterized in that with a thickness t O of the first component (34) of t O ≥ 0.5 millimeter for a width b K of the contact area (42) the relationship 0.1 * t O ≤ b K ≤ 25 * t O applies. Batterie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Dicke to des ersten Bauteils (34) von to ≤ 0,5 Millimeter für eine Breite bK des Kontaktbereichs (42) die Beziehung tO ≤ bK ≤ 125*t0 gilt.Battery after Claim 1 or 2 , characterized in that with a thickness to of the first component (34) of to 0.5 millimeter for a width b K of the contact area (42) the relationship t O b K 125 * t 0 applies. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Dicke to des ersten Bauteils (34) für eine Höhe hK einer jeweiligen Ausbuchtung (38) die Beziehung 0,001 *tO ≤ hK ≤ 1000*tO gilt.Battery after one of the Claims 1 to 3 , characterized in that with a thickness to of the first component (34) for a height h K of a respective bulge (38) the relationship 0.001 * t O h K 1000 * t O applies. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Höhe hK einer jeweiligen Ausbuchtung (38) größer oder gleich einer Höhe hS eines zwischen dem ersten Bauteil (34) und dem zweiten Bauteil (36) benachbart zu dem Kontaktbereich (42) vorhandenen Spalts (30) ist.Battery after one of the Claims 1 to 4th , characterized in that a height h K of a respective bulge (38) is greater than or equal to a height h S of a gap (30) present between the first component (34) and the second component (36) adjacent to the contact area (42) . Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Ausbuchtungen (38) als im Wesentlichen linienförmige Sicke ausgebildet ist.Battery after one of the Claims 1 to 5 , characterized in that at least one of the bulges (38) is designed as a substantially linear bead. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Ausbuchtungen (38) in einer Draufsicht kreuzförmig und/oder kreisförmig ausgebildet ist.Battery after one of the Claims 1 to 6th , characterized in that at least one of the bulges (38) is cross-shaped and / or circular in a plan view. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kontaktbereich (42) das erste Bauteil (34) mit dem zweiten Bauteil (36) durch eine oder eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Schweißnähten (20) verbunden ist.Battery after one of the Claims 1 to 7th , characterized in that in the contact area (42) the first component (34) is connected to the second component (36) by one or a plurality of weld seams (20) arranged next to one another.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08171896A (en) * 1994-12-16 1996-07-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of pack battery
DE102011085467A1 (en) 2011-10-28 2013-05-02 Elringklinger Ag Electrochemical device e.g. lithium-ion accumulator, has cell terminals including side surface and cell connector including assigned lateral edge surface, where surfaces are firmly connected with one another in mounted state
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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