DE102020128935A1 - Procedure for checking a battery cell - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung einer Batteriezelle, umfassend die folgenden Schritte:- Umhüllung zumindest eines Teils der Batteriezelle; und daraufhin- Erzeugung einer Temperaturänderung in der Batteriezelle mittels einer außerhalb der Batteriezelle angeordneten Vorrichtung (8);- Messung eines Temperaturverlaufs an einem Messpunkt (5) der Batteriezelle;- Detektion, ob der gemessene Temperaturverlauf von einem Soll-Temperaturverlauf um mehr als einen Toleranzbereich abweicht; und- Meldung eines Fehlers, wenn der gemessene Temperaturverlauf um mehr als den Toleranzbereich vom Soll-Temperaturverlauf abweicht.The invention relates to a method for checking a battery cell, comprising the following steps: encasing at least part of the battery cell; and then- generation of a temperature change in the battery cell by means of a device (8) arranged outside the battery cell;- measurement of a temperature profile at a measuring point (5) of the battery cell;- detection of whether the measured temperature profile deviates from a target temperature profile by more than a tolerance range deviates and- Reporting an error if the measured temperature curve deviates from the target temperature curve by more than the tolerance range.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung einer Batteriezelle gemäß Anspruch 1.The present invention relates to a method for checking a battery cell according to claim 1.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Batteriezellen während oder nach der Herstellung auf Qualitätsmängel zu überprüfen. Hierbei werden häufig zerstörungsfreie Prüfverfahren mit Röntgenstrahlung oder Elektrizität verwendet.It is known from the prior art to check battery cells for quality defects during or after production. Here, non-destructive testing methods with X-rays or electricity are often used.

Aus der DE 10 2015 011 854 A1 ist außerdem ein Verfahren zur Ermittlung der Wärmekapazität einer Batterie bekannt.From the DE 10 2015 011 854 A1 a method for determining the heat capacity of a battery is also known.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfachere Überprüfung einer Batteriezelle zu ermöglichen.In contrast, the present invention is based on the object of making it easier to check a battery cell.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 10 gelöst. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a method according to claim 1 and by a device according to claim 10. Embodiments of the invention are given in the dependent claims.

Im Rahmen dieser Beschreibung wird der Begriff „Batteriezelle“ insbesondere als eine Batteriezelle mit einer Hülle verstanden. Beispielsweise kann es sich um eine Lithium-Ionen-Batteriezelle, insbesondere um eine Pouch-Zelle handeln. Die Batteriezelle kann beispielsweise zwei Elektroden, einen Separator, eine Hülle und zwei Ableiterfahnen umfassen. Die Hülle kann die Elektroden und den Separator umhüllen. Die Ableiterfahnen können an den Elektroden befestigt sein und mit Polen der Batteriezelle verbunden sein, die aus der Hülle hervorragen.In the context of this description, the term “battery cell” is understood in particular as a battery cell with a shell. For example, it can be a lithium-ion battery cell, in particular a pouch cell. The battery cell can, for example, comprise two electrodes, a separator, a cover and two conductor lugs. The envelope can enclose the electrodes and the separator. The conductor lugs can be attached to the electrodes and connected to poles of the battery cell that protrude from the case.

Beim Verfahren gemäß Anspruch 1 wird zumindest ein Teil der Batteriezelle umhüllt. Die bereits vorhandene Hülle wird also zumindest teilweise umhüllt. Die lediglich teilweise Umhüllung kann insbesondere bedeuten, dass ausschließlich eine oder mehrere Pole aus der Umhüllung herausragen, die dann dazu genutzt werden können, um die Temperaturveränderung in der Batteriezelle zu erzeugen. Danach wird eine Temperaturveränderung in der Batteriezelle mittels einer außerhalb der Batteriezelle angeordneten Vorrichtung erzeugt. Ein Temperaturverlauf wird an einem Messpunkt der Batteriezelle gemessen. Dies kann insbesondere nach der von der Vorrichtung erzeugten Temperaturveränderung oder bereits während der von der Vorrichtung erzeugten Temperaturveränderung erfolgen. Die Messung des Temperaturverlaufs kann insbesondere kontinuierlich erfolgen. Hierunter wird im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere verstanden, dass der Temperaturverlauf während einer Zeitspanne kontinuierlich gemessen wird. Dies unterscheidet sich beispielsweise von mehreren einzelnen Messungen der Temperatur.In the method according to claim 1, at least part of the battery cell is encased. The already existing cover is thus at least partially covered. The only partial encapsulation can mean in particular that only one or more poles protrude from the encapsulation, which can then be used to generate the temperature change in the battery cell. A temperature change is then generated in the battery cell by means of a device arranged outside the battery cell. A temperature curve is measured at a measuring point of the battery cell. This can take place in particular after the temperature change generated by the device or already during the temperature change generated by the device. The measurement of the temperature profile can in particular be carried out continuously. In the context of this description, this means in particular that the temperature curve is measured continuously over a period of time. This differs, for example, from several individual measurements of the temperature.

Es wird außerdem detektiert, ob der gemessene Temperaturverlauf von einem Soll-Temperaturverlauf um mehr als einen Toleranzbereich abweicht. Falls dies der Fall ist, wird ein Fehler gemeldet. Die Meldung des Fehlers oder das Ausbleiben der Meldung des Fehlers, wenn der gemessene Temperaturverlauf um weniger als den Toleranzbereich vom Soll-Temperaturverlauf abweicht, ist somit das Ergebnis der Überprüfung der Batteriezelle. Die Batteriezelle wird als fehlerhaft angesehen, wenn der Fehler gemeldet wurde. Die Batteriezelle wird als fehlerfrei angesehen, wenn kein Fehler gemeldet wurde.It is also detected whether the measured temperature curve deviates from a setpoint temperature curve by more than a tolerance range. If this is the case, an error is reported. The reporting of the error or the failure to report the error when the measured temperature curve deviates from the target temperature curve by less than the tolerance range is the result of the battery cell check. The battery cell is considered faulty when the fault has been reported. The battery cell is considered healthy if no error is reported.

Der Soll-Temperaturverlauf kann insbesondere abhängig von der erzeugten Temperaturänderung sein. Da die erzeugte Temperaturänderung bekannt ist, kann der Soll-Temperaturverlauf und unter Umständen auch der Toleranzbereich an die Temperaturänderung angepasst sein.The target temperature profile can be dependent on the generated temperature change in particular. Since the generated temperature change is known, the setpoint temperature curve and possibly also the tolerance range can be adapted to the temperature change.

Unter dem Toleranzbereich wird im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere ein Temperaturbereich verstanden. Es kann beispielsweise als eine Abweichung um mehr als den Toleranzbereich angesehen werden, wenn nur ein kurzer Ausschnitt des gemessenen Temperaturverlaufs um mehr als den Toleranzbereich vom Soll-Temperaturverlauf abweicht. Alternativ ist es auch möglich, dass ausschließlich nur dann eine Abweichung um mehr als den Toleranzbereich detektiert wird, wenn der gemessene Temperaturverlauf über einen Zeitraum, der länger als ein Schwellenzeitintervall ist, um mehr als den Toleranzbereich vom Soll-Temperaturverlauf abweicht.In the context of this description, the tolerance range means in particular a temperature range. For example, it can be regarded as a deviation by more than the tolerance range if only a short section of the measured temperature curve deviates from the setpoint temperature curve by more than the tolerance range. Alternatively, it is also possible for a deviation by more than the tolerance range to be detected only if the measured temperature curve deviates by more than the tolerance range from the setpoint temperature curve over a period of time that is longer than a threshold time interval.

Der Soll-Temperaturverlauf kann beispielsweise unter Verwendung von Simulationen und/oder Versuchsreihen ermittelt werden. Dies kann insbesondere für einzelne Bauteile der Batteriezelle erfolgen. Der Soll-Temperaturverlauf kann beispielsweise für eine Batteriezelle komplett ohne Fehler festgelegt sein. Bei Material- und/oder Fertigungsfehlern können andere thermische Übergangswiderstände zwischen den einzelnen Bauteilen entstehen, sodass der gemessene Temperaturverlauf vom Soll-Temperaturverlauf abweicht. Der Toleranzbereich kann dann dazu dienen, Fehler in sehr geringem Umfang zu tolerieren und nicht als Fehler zu melden. Je kleiner der Toleranzbereich ist, desto kleinere Fehler werden gemäß dem Verfahren gemeldet.The setpoint temperature profile can be determined using simulations and/or test series, for example. This can be done in particular for individual components of the battery cell. For example, the target temperature curve can be set completely without error for a battery cell. In the event of material and/or manufacturing defects, other thermal transition resistances can arise between the individual components, so that the measured temperature curve deviates from the target temperature curve. The tolerance range can then be used to tolerate errors to a very small extent and not to report them as errors. The smaller the tolerance range, the smaller errors are reported according to the procedure.

Das Verfahren ist vorteilhaft, da es lediglich eine zeitlich beschränkte thermische Veränderung beinhaltet und somit die Eigenschaften der Batteriezelle nicht oder nur unwesentlich beeinflusst. Insbesondere handelt es sich um ein zerstörungsfreies Verfahren. Außerdem kann das Verfahren sowohl während der Produktion der Batteriezelle als auch nach der Produktion durchgeführt werden. Zusätzlich kann das Verfahren auch noch durchgeführt werden, wenn die Batteriezelle schon verwendet wird oder verwendet wurde.The method is advantageous because it only includes a thermal change that is limited in time and thus has no or only insignificant influence on the properties of the battery cell. esp it is a non-destructive process. In addition, the method can be carried out both during the production of the battery cell and after production. In addition, the method can also be carried out when the battery cell is already being used or has been used.

Im Vergleich zu Verfahren, bei denen Röntgenstrahlung verwendet wird, ist der Aufbau, der für die Durchführung des Verfahrens benötigt wird, einfacher. Das Verfahren ist somit besonders flexibel einsetzbar. Daher kann die für die Durchführung des Verfahrens benötigte Vorrichtung beispielsweise leicht transportierbar, z.B. in einem Koffer, ausgebildet sein. Es wird insbesondere keinerlei Strahlenschutz benötigt.Compared to methods using X-ray radiation, the setup needed to carry out the method is simpler. The method can therefore be used particularly flexibly. Therefore, the device required for carrying out the method can, for example, be easily transportable, e.g. in a suitcase. In particular, no radiation protection is required.

Des Weiteren erfolgt keine elektrische Kontaktierung der Batteriezelle, sodass der Ladezustand nicht verändert wird. Außerdem können die in der Batteriezelle verwendeten Metalle und/oder Legierungen eine besonders hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, sodass das Verfahren relativ zügig durchgeführt werden kann. Zusätzlich dazu können Material- und/oder Fertigungsfehler mit räumlicher Auflösung detektiert werden. Beispielsweise kann detektiert werden, welche Pol-Seite der Zelle von einem Fehler betroffen ist.Furthermore, there is no electrical contact with the battery cell, so that the state of charge is not changed. In addition, the metals and/or alloys used in the battery cell can have a particularly high thermal conductivity, so that the method can be carried out relatively quickly. In addition to this, material and/or manufacturing defects can be detected with spatial resolution. For example, it can be detected which pole side of the cell is affected by a fault.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Umhüllung als Isolierung gegen thermische Strahlung und Wärmeströmung ausgebildet sein. Die Wärmeströmung kann beispielsweise auch als Konvektion bezeichnet werden. Beispielsweise kann die Isolierung eine Wärmeleitfähigkeit von weniger als 0,2 W/m*K aufweisen. Unter der Isolierung gegen Wärmeströmung wird im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere verstanden, dass die Umhüllung einen Fluidaustausch zwischen einem Innen- und einem Außenraum verhindert.According to one embodiment of the invention, the covering can be designed as insulation against thermal radiation and heat flow. The heat flow can also be referred to as convection, for example. For example, the insulation can have a thermal conductivity of less than 0.2 W/m*K. In the context of this description, insulation against the flow of heat is understood in particular to mean that the casing prevents a fluid exchange between an interior space and an exterior space.

Die Isolierung ist vorteilhaft, da somit lediglich Wärmeleitung über die Bauteile der Batteriezelle als Wärmeübertragungsart verbleibt. Diese Wärmeleitung wird signifikant durch die Bauteile der Batteriezelle und deren Verbindungen miteinander beeinflusst, sodass besonders gut Fehler detektiert werden können.The insulation is advantageous because the only remaining mode of heat transfer is conduction via the components of the battery cell. This heat conduction is significantly influenced by the components of the battery cell and their connections to one another, so that faults can be detected particularly well.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Umhüllung ein Gas oder ein Gasgemisch umfassen, dessen thermische Strahlungsdämpfung und Wärmeströmung bei der Detektion berücksichtigt werden. Unter der Strahlungsdämpfung wird dabei insbesondere eine Eigenschaft verstanden, wie stark das Gas bzw. das Gasgemisch thermische Strahlung dämpft. Je stärker das Gas bzw. das Gasgemisch die thermische Strahlung dämpft, desto weniger ändert sich der gemessene Temperaturverlauf aufgrund der thermischen Strahlung. Die Wärmeströmung und die thermische Strahlungsdämpfung können insbesondere bei der Definition des Soll-Temperaturverlaufs und/oder bei der Definition des Toleranzbereichs berücksichtigt werden.According to one embodiment of the invention, the envelope can comprise a gas or a gas mixture whose thermal radiation damping and heat flow are taken into account in the detection. Radiation damping is understood to mean, in particular, a property of how strongly the gas or the gas mixture damps thermal radiation. The more the gas or the gas mixture dampens the thermal radiation, the less the measured temperature profile changes due to the thermal radiation. The flow of heat and the damping of thermal radiation can be taken into account in particular when defining the target temperature curve and/or when defining the tolerance range.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Batteriezelle bei der Erzeugung der Temperaturänderung erwärmt werden. In diesem Fall ist ein Teil der Batteriezelle innerhalb der Umhüllung eine Wärmesenke. Die Wärme kann beispielsweise über einen der Pole zugeführt werden und dann in Richtung der Wärmesenke transportiert werden. Die Erwärmung kann beispielsweise unter Verwendung einer Heizspule durchgeführt werden. Besonders einfach ist es beispielsweise, eine Heizspule in Kontakt mit einem der Pole zu bringen und so eine definierte und kalibrierte Wärmemenge an die Batteriezelle zu übertragen. Der Soll-Temperaturverlauf und/oder der Toleranzbereich kann insbesondere von dieser Wärmemenge abhängig sein.According to one embodiment of the invention, the battery cell can be heated when the temperature change is generated. In this case, part of the battery cell inside the enclosure is a heat sink. For example, the heat can be supplied via one of the poles and then transported in the direction of the heat sink. The heating can be performed using a heating coil, for example. For example, it is particularly easy to bring a heating coil into contact with one of the poles and thus transfer a defined and calibrated amount of heat to the battery cell. The setpoint temperature curve and/or the tolerance range can be dependent in particular on this amount of heat.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Batteriezelle bei der Erzeugung der Temperaturänderung abgekühlt werden. Hierunter wird im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere verstanden, dass der Batteriezelle Wärme entzogen wird. Beispielsweise kann eine Wärmesenke an einen der Pole angeschlossen werden, sodass Wärme von der Batteriezelle zur Wärmesenke geleitet wird. Auch hierbei kann es sich um eine definierte und kalibrierte Wärmemenge handeln, von der der Soll-Temperaturverlauf und/oder der Toleranzbereich abhängen. Der Temperaturverlauf erfolgt bei einer Abkühlung selbstverständlich umgekehrt zum Temperaturverlauf bei der Erwärmung. Wenn die erzeugte Temperaturänderung in der Batteriezelle eine Abkühlung ist, erwärmt sich die Batteriezelle anschließend. Wenn die erzeugte Temperaturänderung in der Batteriezelle eine Erwärmung ist, kühlt sich die Batteriezelle anschließend ab.According to one embodiment of the invention, the battery cell can be cooled when the temperature change is generated. In the context of this description, this means in particular that heat is withdrawn from the battery cell. For example, a heat sink can be connected to one of the terminals so that heat is transferred from the battery cell to the heat sink. This can also involve a defined and calibrated amount of heat on which the target temperature curve and/or the tolerance range depend. The course of the temperature during cooling is of course the opposite of the course of temperature during heating. When the generated temperature change in the battery cell is cooling, the battery cell heats up thereafter. If the generated temperature change in the battery cell is heating, the battery cell then cools down.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Vorrichtung bei der Erzeugung der Temperaturänderung in Kontakt mit einem elektrischen Anschluss der Batteriezelle stehen. Es ist insbesondere möglich, dass es sich bei dem elektrischen Anschluss um einen Pol handelt. Beispielsweise kann es sich bei dem Kontakt um einen direkten Kontakt handeln. Die Temperaturänderung kann dann über diesen elektrischen Anschluss erzeugt werden.According to one embodiment of the invention, the device can be in contact with an electrical connection of the battery cell when the temperature change is generated. In particular, it is possible for the electrical connection to be a pole. For example, the contact can be a direct contact. The temperature change can then be generated via this electrical connection.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Messung des Temperaturverlaufs an dem elektrischen Anschluss erfolgen. Dies hat den Vorteil, dass die Vorrichtung beispielsweise nur an diesen elektrischen Anschluss angeschlossen wird, um das Verfahren durchzuführen. Alternativ dazu ist es jedoch auch möglich, dass die Messung des Temperaturverlaufs an einer anderen Position erfolgt.According to one embodiment of the invention, the temperature curve can be measured at the electrical connection. This has the advantage that the device is only connected to this electrical connection, for example, in order to carry out the method. As an alternative to this, however, it is also possible for the temperature profile to be measured at a different position.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung können mehrere Temperaturverläufe an unterschiedlichen Positionen der Batteriezelle gemessen werden. Es kann detektiert werden, ob die gemessenen Temperaturverläufe jeweils von einem zum jeweiligen Temperaturverlauf zugeordneten Soll-Temperaturverlauf um mehr als einen dem jeweiligen Temperaturverlauf zugeordneten Toleranzbereich abweichen. Die Meldung des Fehlers kann dann beispielsweise nur dann erfolgen, wenn alle oder zumindest mehrere der Temperaturverläufe um mehr als einen dem jeweiligen Temperaturverlauf zugeordneten Toleranzbereich vom zum jeweiligen Temperaturverlauf zugeordneten Soll-Temperaturverlauf abweichen.According to one embodiment of the invention, multiple temperature curves can be measured at different positions of the battery cell. It can be detected whether the measured temperature profiles each deviate from a target temperature profile assigned to the respective temperature profile by more than a tolerance range assigned to the respective temperature profile. The error can then only be reported, for example, if all or at least several of the temperature profiles deviate by more than a tolerance range assigned to the respective temperature profile from the setpoint temperature profile assigned to the respective temperature profile.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Vorrichtung die Temperaturänderung kontaktlos erzeugen. Dies kann beispielsweise bedeuten, dass die Vorrichtung während der Erzeugung der Temperaturänderung ohne direkten Kontakt zur Batteriezelle ist. Die Temperaturänderung kann dann beispielsweise mittels thermischer Strahlung erzeugt werden.According to one embodiment of the invention, the device can generate the temperature change without contact. This can mean, for example, that the device is not in direct contact with the battery cell while the temperature change is being generated. The temperature change can then be generated, for example, by means of thermal radiation.

Die Vorrichtung gemäß Anspruch 10 umfasst ein Temperaturänderungsmittel, ein Messmittel und ein Detektionsmittel. Das Temperaturänderungsmittel ist dazu ausgebildet, Wärme oder Kälte an die Batteriezelle abzugeben. Das Messmittel ist dazu ausgebildet, einen Temperaturverlauf an einem Messpunkt der Batteriezelle zu messen. Das Detektionsmittel ist dazu ausgebildet, zu detektieren, ob der gemessene Temperaturverlauf von einem Soll-Temperaturverlauf um mehr als einen Toleranzbereich abweicht. Das Detektionsmittel ist dazu ausgebildet, einen Fehler zu melden, wenn der gemessene Temperaturverlauf um mehr als den Toleranzbereich vom Soll-Temperaturverlauf abweicht.The device according to claim 10 comprises temperature changing means, measuring means and detecting means. The temperature changing means is designed to emit heat or cold to the battery cell. The measuring device is designed to measure a temperature profile at a measuring point of the battery cell. The detection means is designed to detect whether the measured temperature curve deviates from a setpoint temperature curve by more than a tolerance range. The detection means is designed to report an error if the measured temperature curve deviates from the setpoint temperature curve by more than the tolerance range.

Es ist außerdem möglich, dass die Vorrichtung Merkmale aufweist, die in dieser Beschreibung im Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben sind. Insbesondere kann die Vorrichtung auch die Batteriezelle umfassen.It is also possible that the device has features that are described in this description in connection with the method. In particular, the device can also include the battery cell.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Dabei werden für gleiche oder ähnliche Bauteile und für Bauteile mit gleichen oder ähnlichen Funktionen dieselben Bezugszeichen verwendet. Dabei zeigen

  • 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Batteriezelle; und
  • 2 eine schematische Schnittansicht durch einen Teil der Batteriezelle aus 1 mit einer daran angeschlossenen Vorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung.
Further features and advantages of the present invention become clear from the following description of a preferred exemplary embodiment with reference to the attached figures. The same reference symbols are used for the same or similar components and for components with the same or similar functions. show it
  • 1 a schematic perspective view of a battery cell; and
  • 2 a schematic sectional view through part of the battery cell 1 with a device connected thereto according to an embodiment of the invention.

Die Batteriezelle ist als Pouch-Zelle ausgebildet und umfasst eine Anoden-Elektrode 1, eine Kathoden-Elektrode 2 und einen zwischen der Anoden-Elektrode 1 und der Kathoden-Elektrode 2 angeordneten Separator 3. Außerdem sind Ableiterfahnen 4 direkt an der Anoden-Elektrode 1 und der Kathoden-Elektrode 2 angeordnet. Die Ableiterfahnen 4 sind elektrisch mit den Polen 5 der Batteriezelle verbunden. Die Pole 5 können auch als elektrische Anschlüsse bezeichnet werden. Die Batteriezelle weist außerdem eine Hülle 6 auf, die die anderen Bauteile mit Ausnahme der Pole komplett umgibt. Die Pole 5 ragen aus der Hülle 6 heraus.The battery cell is designed as a pouch cell and comprises an anode electrode 1, a cathode electrode 2 and a separator 3 arranged between the anode electrode 1 and the cathode electrode 2. In addition, conductor lugs 4 are directly on the anode electrode 1 and the cathode electrode 2 are arranged. The conductor lugs 4 are electrically connected to the poles 5 of the battery cell. The poles 5 can also be referred to as electrical connections. The battery cell also has a shell 6 that completely surrounds the other components with the exception of the poles. The poles 5 protrude from the shell 6.

In 2 ist dargestellt, wie die Batteriezelle mit einer Umhüllung 7 umhüllt ist. Die Umhüllung 7 umhüllt also auch die Hülle 6. Die Umhüllung 7 ist als thermischer Isolator ausgebildet und blockiert auch Konvektion in der direkten Umgebung der Batteriezelle. Somit verbleibt als Möglichkeit zur Erwärmung oder Abkühlung der Batteriezelle nur noch die Wärmeleitung über einen der Pole 5 oder über beide Pole 5.In 2 shows how the battery cell is covered with a cover 7 . The casing 7 therefore also encloses the casing 6. The casing 7 is designed as a thermal insulator and also blocks convection in the immediate vicinity of the battery cell. The only remaining option for heating or cooling the battery cell is thermal conduction via one of the poles 5 or via both poles 5.

Die Vorrichtung zur Überprüfung der Batteriezelle umfasst ein Temperaturänderungsmittel 8, das in direktem Kontakt mit einem der Pole 5 steht. Beispielsweise kann das Temperaturänderungsmittel 8 als Heizspule ausgebildet sein. Außerdem umfasst die Vorrichtung eine Recheneinheit 9, die als Messmittel und als Detektionsmittel ausgebildet ist. Die Recheneinheit 9 steuert das Temperaturänderungsmittel 8. Die Recheneinheit 9 veranlasst somit das Temperaturänderungsmittel 8, eine Temperaturänderung in der Batteriezelle zu erzeugen. Beispielsweise erwärmt das Temperaturänderungsmittel 8 dabei den Pol 5. Aufgrund der relativ guten Wärmeleitung des Pols 5, der damit verbundenen Ableiterfahne 4 und der damit verbundenen Elektrode 1 oder 2 erwärmt sich so ein Großteil der Batteriezelle oder die gesamte Batteriezelle.The device for checking the battery cell comprises a temperature changing means 8 which is in direct contact with one of the poles 5 . For example, the temperature changing means 8 can be designed as a heating coil. In addition, the device includes a computing unit 9, which is designed as a measuring device and as a detection device. The computing unit 9 controls the temperature changing means 8. The computing unit 9 thus causes the temperature changing means 8 to generate a temperature change in the battery cell. For example, the temperature change means 8 heats the pole 5. Due to the relatively good heat conduction of the pole 5, the conductor lug 4 connected thereto and the electrode 1 or 2 connected thereto, a large part of the battery cell or the entire battery cell heats up.

Nach Abschluss der Temperaturänderung in der Batteriezelle misst die Recheneinheit 9 den Temperaturverlauf am Pol 5 und vergleicht ihn mit einem Soll-Temperaturverlauf. Der Soll-Temperaturverlauf kann beispielsweise berechnet, simuliert oder aus Praxisversuchen ermittelt sein. Er stellt einen erwarteten Temperaturverlauf dar, wenn alle Bauteile der Batteriezelle korrekt gefertigt und miteinander verbunden sind. Wenn der gemessene Temperaturverlauf um mehr als einen Toleranzbereich vom Soll-Temperaturverlauf abweicht, wird ein Fehler gemeldet, da zu erwarten ist, dass Bauteile fehlerhaft hergestellt oder miteinander verbunden sind. Die Batteriezelle kann dann verworfen oder repariert werden.After the end of the temperature change in the battery cell, the computing unit 9 measures the temperature curve at pole 5 and compares it with a target temperature curve. The setpoint temperature curve can be calculated, simulated or determined from practical tests, for example. It represents an expected temperature profile when all battery cell components are correctly manufactured and connected to one another. If the measured temperature curve deviates from the target temperature curve by more than a tolerance range, an error is reported, since it is to be expected that components are incorrectly manufactured or connected to one another. The battery cell can then be discarded or repaired.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102015011854 A1 [0003]DE 102015011854 A1 [0003]

Claims (10)

Verfahren zur Überprüfung einer Batteriezelle, umfassend die folgenden Schritte: - Umhüllung zumindest eines Teils der Batteriezelle; und daraufhin - Erzeugung einer Temperaturänderung in der Batteriezelle mittels einer außerhalb der Batteriezelle angeordneten Vorrichtung (8); - Messung eines Temperaturverlaufs an einem Messpunkt (5) der Batteriezelle; - Detektion, ob der gemessene Temperaturverlauf von einem Soll-Temperaturverlauf um mehr als einen Toleranzbereich abweicht; und - Meldung eines Fehlers, wenn der gemessene Temperaturverlauf um mehr als den Toleranzbereich vom Soll-Temperaturverlauf abweicht.Method for checking a battery cell, comprising the following steps: - Covering at least part of the battery cell; and then - Generating a temperature change in the battery cell by means of a device (8) arranged outside of the battery cell; - Measurement of a temperature profile at a measuring point (5) of the battery cell; - Detection of whether the measured temperature curve deviates from a desired temperature curve by more than a tolerance range; and - Notification of an error if the measured temperature curve deviates from the target temperature curve by more than the tolerance range. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (7) als Isolierung gegen thermische Strahlung und Wärmeströmung ausgebildet ist.procedure after claim 1 , characterized in that the casing (7) is designed as insulation against thermal radiation and heat flow. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung ein Gas oder Gasgemisch umfasst, dessen thermische Strahlungsdämpfung und Wärmeströmung bei der Detektion berücksichtigt werden.procedure after claim 1 , characterized in that the envelope comprises a gas or gas mixture whose thermal radiation damping and heat flow are taken into account in the detection. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezelle bei der Erzeugung der Temperaturänderung erwärmt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the battery cell is heated when the temperature change is generated. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezelle bei der Erzeugung der Temperaturänderung abgekühlt wird.Procedure according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the battery cell is cooled in the generation of the temperature change. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (8) bei der Erzeugung der Temperaturänderung in Kontakt mit einem elektrischen Anschluss (5) der Batteriezelle steht und die Temperaturänderung über diesen elektrischen Anschluss (5) erzeugt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the device (8) when generating the temperature change is in contact with an electrical connection (5) of the battery cell and generates the temperature change via this electrical connection (5). Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung des Temperaturverlaufs an dem elektrischen Anschluss (5) erfolgt.Method according to the preceding claim, characterized in that the temperature profile is measured at the electrical connection (5). Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Temperaturverläufe an unterschiedlichen Positionen der Batteriezelle gemessen werden, wobei detektiert wird, ob die gemessenen Temperaturverläufe jeweils um mehr als einen dem jeweiligen Temperaturverlauf zugeordneten Toleranzbereich von einem zum jeweiligen Temperaturverlauf zugeordneten Soll-Temperaturverlauf abweichen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that several temperature curves are measured at different positions of the battery cell, it being detected whether the measured temperature curves each deviate by more than a tolerance range assigned to the respective temperature curve from a setpoint temperature curve assigned to the respective temperature curve. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung die Temperaturänderung kontaktlos erzeugt.Procedure according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the device generates the temperature change without contact. Vorrichtung zur Überprüfung einer Batteriezelle, umfassend ein Temperaturänderungsmittel (8), ein Messmittel (9) und ein Detektionsmittel (9), wobei das Temperaturänderungsmittel (8) dazu ausgebildet ist, Wärme oder Kälte an die Batteriezelle abzugeben, wobei das Messmittel (9) dazu ausgebildet ist, einen Temperaturverlauf an einem Messpunkt der Batteriezelle zu messen, wobei das Detektionsmittel (9) dazu ausgebildet ist, zu detektieren, ob der gemessene Temperaturverlauf von einem Soll-Temperaturverlauf um mehr als einen Toleranzbereich abweicht, und wobei das Detektionsmittel (9) dazu ausgebildet ist, einen Fehler zu melden, wenn der gemessene Temperaturverlauf um mehr als den Toleranzbereich vom Soll-Temperaturverlauf abweicht.Device for checking a battery cell, comprising temperature changing means (8), measuring means (9) and detection means (9), the temperature changing means (8) being designed to emit heat or cold to the battery cell, the measuring means (9) doing this is designed to measure a temperature profile at a measuring point of the battery cell, the detection means (9) being designed to detect whether the measured temperature profile deviates from a target temperature profile by more than a tolerance range, and the detection means (9) to do so is designed to report an error if the measured temperature curve deviates from the target temperature curve by more than the tolerance range.
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