DE102022111856A1 - Verfahren zum Kontaktieren von Batteriezellen in einer Fahrzeugbatterieanordnung, und Fahrzeugbatterieanordnung - Google Patents

Verfahren zum Kontaktieren von Batteriezellen in einer Fahrzeugbatterieanordnung, und Fahrzeugbatterieanordnung Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrischen Kontaktieren von Batteriezellen (4) in einer Fahrzeugbatterieanordnung (1), umfassend das Einbringen einer Mehrzahl von Batteriezellen (4) in Aufnahmen (3) eines Zellhalters (2), derart, dass jeweils ein Zellkontakt (5) jeder der Batteriezellen (4) an einer Applikationsseite (6) des Zellhalters (2) frei liegt, wobei nach dem Einbringen der Batteriezellen (4) in die Aufnahmen (3) des Zellhalters (2) eine durchgehende Raupe (7) aus einem adhäsiven, elektrisch leitfähigen Material an der Applikationsseite 86) auf den Verbund aus Zellhalter (2) und Batteriezellen (4) derart aufgebracht wird, dass die Raupe (7) sukzessive über die frei liegenden Zellkontakte (5) verläuft, und eine entsprechende Fahrzeugbatterieanordnung.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kontaktieren von Batteriezellen in einer Fahrzeugbatterieanordnung, und eine Fahrzeugbatterieanordnung.
  • Stand der Technik
  • Fahrzeuge, welche als primären oder gar einzigen Antrieb für die Fortbewegung einen Elektromotor aufweisen, sogenannte Elektrofahrzeuge, erfreuen sich insbesondere aufgrund ihres im Wesentlichen punktemissionslosen Betriebs vor allem aus ökologischen Gründen, aber auch zunehmend aus ökonomischen Gründen und Gründen der Fahrdynamik immer größerer Beliebtheit. Zum Antreiben des elektrischen Hautpantriebs umfassen Elektrofahrzeuge eine entsprechend groß ausgebildete Fahrzeugbatterie, welche sich in der Regel aus einer Vielzahl von einzelnen miteinander parallel verschalteten Batteriezellen zusammensetzt. Die Batteriezellen können innerhalb der Fahrzeugbatterie in Batteriemodule unterteilt sein. Fahrzeugbatterien können eine Mehrzahl solcher Batteriemodule aufweisen, die etwa in einer Stapelrichtung gestapelt in einem Batteriegehäuse angeordnet sind.
  • Die Batteriezellen sind hierzu üblicherweise durch zumindest einen Zellhalter gehalten, um sicherzustellen, dass die einzelnen Batteriezellen steht in einer vorgegebenen, festen Position zueinander vorliegen. Der Zellhalter weist zu diesem Zwecke eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Aufnahmen auf. Diese Zellhalter sind oft aus einem Kunststoff gefertigt. Zellhalter aus Kunststoff besitzen meist eine komplexe Geometrie, da sie eine große Anzahl von Batteriezellen aufnehmen müssen.
  • Zum elektrischen Kontaktieren der einzelnen Batteriezellen sind Sammelleiter, auch als „Stromschiene“, „Sammelschiene“ oder „Busbar“ bezeichnet, vorgesehen, welche die Zellkontakte gleicher Polarität bzw. synonym Polung der einzelnen Zellen kontaktieren, und so eine Hochvoltanordnung ausbilden. Bei herkömmlichen Fahrzeugbatterien sind die Sammelleiter aus einem Metallblech und/oder einem Metalldraht ausgebildet. In vielen Fällen werden Sammelleiter aus Aluminium oder Kupfer bzw. einer Legierung der vorstehend genannten verwendet, die an zumindest einer Stelle an den Zellhalter oder einer oberhalb des Verbunds aus Zellhalter und darin aufgenommenen Batteriezellen angeordneten Batterieabdeckung befestigt sein können.
  • Alternativ hierzu lehrt etwa die DE 10 2020 100 204 A1 , einen Sammelleiter bestehend aus einem leitfähigen Spritzgusskunststoffoder einer niedrig schmelzenden Metalllegierung als längliche Bereiche auf eine Batterieabdeckung aufzuspritzen. Die so entstandene Abdeckung kann dann über der waagerechten Oberseite einer aufladbaren Batterie abdeckend lösbar befestigt werden, so dass die aufgespritzten Sammelschiene mit den Zellkontakten in elektrisch leitenden Kontakt treten.
  • Die Verbindung der Zellkontakte mit dem Sammelleiter erfolgt herkömmlicherweise durch das Anschweißen des Sammelleiters an die Zellkontakte der einzelnen Batteriezellen. Zur Anwendung können hier sowohl Ultraschall- als auch Laseranlagen kommen. Deren Einsatz ist energieintensiv und kostspielig. Zudem kann es bei jeglichen Schweißverfahren punktuell zu Schäden der im Kopf der Batteriezellen angeordneten Dichtung zwischen den Polen der Batteriezellen kommen. Insbesondere auch bei Laserpulsschweißverfahren, bei welchen die Laserimpulse kürzer sind als die minimale für eine Wärmeleitung erforderliche Zeitspanne, können derartige Schäden punktuell im Verbindungsbereich auftreten.
  • Aufgrund der verschiedenen Materialpaarungen von Sammelschiene und Zellkontakt ist eine schmelzvermengende stoffschlüssige Verbindung der beiden Fügepartner, bei welcher beide Fügepartner gleichsam aufschmelzen und ein gemeinsames Gefüge gemäß eines Schweißens im eigentlichen Sinne ausbilden, in der Regel nicht möglich. Vielmehr erfolgt lediglich ein „Heften“ aufgrund eines asymmetrischen Schmelzens der beiden Fügepartner oder gar eines lediglich einseitigen Schmelzens nur eines der Fügepartner im Sinne einer Lötverbindung. Dies beeinflusst in negativer Hinsicht die (Zug-)Festigkeit der Verbindung von Sammelschiene und Zellkontakt, und somit auch die Lebensdauer der Batterieanordnung.
  • Es gilt außerdem als besondere Herausforderung, die Toleranzketten in jeglicher Richtung auszugleichen. Insbesondere kann es vorkommen, dass die einzelnen Batteriezellen und mithin deren Zellkontakte in Bezug auf eine Höhenrichtung der Fahrzeugbatterie auf unterschiedlichen Höhenniveaus gehalten werden. Dieser Versatz in Höhenrichtung ist durch elastisches Biegen des Sammelleiters auszugleichen, so dass zusätzliche Spannungen an der Verbindungsstelle zwischen Sammelleiter und Zellkontakt, in den Zellkontakten und in der Sammelschiene vorliegen. Ferner kann es vorkommen, dass sich während des Betriebs einzelne Batteriezellen aus ihrer Lage in Höhenrichtung, aber auch quer zu dieser verschieben, oder zylindrische Batteriezellen gar eine gewisse Drehung um ihre Längsachse erfahren. Auch dies führt zu zusätzlichen Spannungen an den vorgenannten Bereichen, insbesondere an den Verbindungsstellen.
  • Darstellung der Erfindung
  • Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum elektrischen Kontaktieren von Batteriezellen in einer Fahrzeugbatterieanordnung und eine verbesserte Fahrzeugbatterieanordnung bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum elektrischen Kontaktieren von Batteriezellen in einer Fahrzeugbatterieanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
  • Entsprechend wird ein Verfahren zum elektrischen Kontaktieren von Batteriezellen in einer Fahrzeugbatterieanordnung vorgeschlagen, umfassend das Einbringen einer Mehrzahl von Batteriezellen in Aufnahmen eines Zellhalters, derart, dass jeweils ein Zellkontakt jeder der Batteriezellen an einer Applikationsseite des Zellhalters frei liegt.
  • Das Verfahren sieht ferner vor, dass nach dem Einbringen der Batteriezellen in die Aufnahmen des Zellhalters eine durchgehende Raupe aus einem adhäsiven, elektrisch leitfähigen Material an der Applikationsseite auf den Verbund aus Zellhalter und Batteriezellen derart aufgebracht wird, dass die Raupe sukzessive über die frei liegenden Zellkontakte verläuft. Bevorzugt verläuft die Raupe über jeden der frei liegenden Zellkontakte.
  • Unter „adhäsiv“ bzw. „adhäsives Material“ wird hier verstanden, dass das adhäsive Material zum Fügepartner, hier zumindest dem Material der Zellkontakte, bevorzugt dem Material der Zellkontakte und dem Material des Zellhalters, auf der Applikationsseite, an einer Kontaktfläche bzw. Adhäsionsfläche eine Adhäsionswirkung aufweist. Mit anderen Worten haftet das adhäsive Material aufgrund von Adhäsion direkt an dem Material des bzw. der Fügepartner. Adhäsion beschreibt das Wirken von Anziehungskräften an der Schnittstelle des Materials der Raupe und dem der Fügepartner, auf welchen die Raupe appliziert ist. Das adhäsive Material weist mithin dauerhaft Klebeeigenschaften in Bezug auf zumindest die durch das Raupenmaterial durch Kontakt benetzte Oberfläche der Zellkontakte auf. Es haftet aufgrund seiner adhäsiven Eigenschaft von selbst an der Oberfläche des Zellkontakts der Batteriezellen und vorzugsweise zusätzlich am Zellhalter.
  • Unter einer „Raupe“ wird ein linienförmiger Auftrag von Material mit einem vorgegebenen Querschnitt, mithin vorgegebener Höhe und Breite, verstanden. Die Raupe entspricht in ihrer Erscheinung bzw. Form mithin im Wesentlichen einer dem Fachmann bekannten Klebstoffraupe oder Dichtstoffraupe.
  • Die miteinander verbundenen Zellkontakte sind schaltungstechnisch so ausgewählt, dass die gewünschte Verschaltung der Batteriezellen erreicht wird. Beispielsweise können mittels der Raupe entweder alle Pluspole oder alle Minuspole der Batteriezellen miteinander verbunden werden, beispielsweise um eine Parallelschaltung der miteinander verbundenen Batteriezellen zu erreichen. Es können aber auch alternierend ein Pluspol einer ersten Batteriezelle mit einem Minuspol einer benachbarten Batteriezelle verbunden werden, beispielsweise um eine Reihenschaltung der Batteriezellen zu erreichen.
  • Entsprechend ist es möglich, die Zellkontakte elektrisch zu kontaktieren, ohne dass ein Sammelleiter mit diesen verschweißt werden muss. Aufgrund der vorstehend beschriebenen adhäsiven Eigenschaften der Raupe zumindest während des Applizierens haftet die Raupe direkt und flächig an den Zellkontakten, so dass eine sichere elektrische Kontaktierung der Zellkontakte erzielt werden kann.
  • Die Raupe aus adhäsivem, elektrisch leitfähigem Material stellt dabei den Sammelleiter dar bzw. bildet diese aus. Entsprechend kann ferner auf das Vorsehen eines separaten Sammelleiters verzichtet werden.
  • Wenn die Raupe zusätzlich adhäsiv an der Applikationsseite des Zellhalters haftet, kann zudem eine besonders gute Befestigung der Raupe erzielt werden. Insbesondere erfahren dann die Verbindungsstellen zwischen Raupe und Zellkontakten im Vergleich zu herkömmlichen Anordnungen, bei welchen die Sammelleiter und die Batteriezellen beispielsweise aufgrund von Vibrationen oder Stößen Relativbewegungen zueinander erfahren können, im Wesentlichen keine Bewegungen relativ zueinander. Denn beide sind an bzw. im Zellhalter gehalten und bewegen sich mit dem Zellhalter mit.
  • Ferner ist das Verfahren gegenüber herkömmlichen Verfahren, bei welchen ein Schweißverfahren und/oder ein Schmelzverfahren Anwendung findet, besonders kostengünstig.
  • Die über eine Raupe elektrisch kontaktierten Zellkontakte der Batteriekontakte sind vorzugsweise Zellkontakte gleicher Polarität. Die Raupe verbindet entsprechend Zellkontakte gleicher Polung, etwa die Minuspole bzw. Minuspol-Zellkontakte der Batteriezellen miteinander, oder eben die Pluspole bzw. Pluspol-Zellkontakte der Batteriezellen miteinander. Anders ausgedrückt ist die Raupe ein die Batteriezellen im Sinne einer Parallelschaltung verschaltender Sammelleiter.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Material der Raupe während des Aufbringens eine erste Viskosität auf und nach einer Härtungsphase und/oder Trocknungsphase eine zweite Viskosität, die höher ist als die erste Viskosität, auf. So kann das Applizieren der Raupe auf den zuvor zusammengebauten Verbund aus Zellhalter und Batteriezellen auf besonders einfache Weise erfolgen. Nach dem Härten und/oder Trocknen des Raupenmaterial kann dann die Raupe eine erhöhte Formstabilität aufweisen, so dass während des Betriebs der Fahrzeuganordnung ein besonders gute Form- und Lagestabilität erzielt werden kann.
  • Die erste Viskosität kann bei 20° C vorzugsweise zumindest 10.000 mPas, besonders bevorzugt mindestens 15.000 mPas, und ganz besonders bevorzugt mindestens 30.000 mPas betragen. Die zweite Viskosität beträgt bevorzugt zumindest 30.000 mPas, besonders bevorzugt 50.000 mPas und ganz besonders bevorzugt zumindest 100.000 mPas. Die Werte beziehen sich auf eine Viskosität, die bei einer Temperatur von 20° C unter Verwendung eines Brookfield RVD Rotationsviskosimeter bei 20 Umdrehungen/Minute und einer Spindel der Art „Spindel 6“ bestimmt wird.
  • Ferner kann das Material der Raupe nach einer Härtungsphase und/oder Trocknungsphase an ihrer freien Oberfläche, die nach dem Aufbringen in Kontakt mit Luft ist, ihre benetzende, sprich eine Haftung eingehende Eigenschaft verlieren, im Sinne härtender und/oder trocknender Klebstoffe oder Silikone.
  • Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn einer weiteren Ausführungsform folgend das Material der Raupe zumindest während des Schritts des Aufbringens pastös ist, wobei das Material der Raupe bevorzugt dauerhaft pastös ist.
  • Unter dem Begriff, „pastös“ bzw. synonym dazu „pastöse Eigenschaften umfassend“ wird verstanden, dass das ein Material nicht mehr fließfähig, sondern streichfest ist. Dadurch kann auf besonders vorteilhafte Weise ein Toleranzausgleich zwischen den Zellkontakten sowie zwischen den Zellkontakten und der Applikationsseite des Zellhalters ausgeglichen werden. Anders ausgedrückt weist pastöses Material die Eigenschaft auf, nach dem Aufbringen auf eine Fläche ohne den Einfluss von äußeren Kräften außer der Schwerkraft im Wesentlichen formstabil und insbesondere ohne zu zerfließen vorzuliegen.
  • Vorzugsweise weist das pastöse Material während des Applizierens und/oder nach einer Härtungs- und/oder Trocknungsphase zusätzlich viskoelastische Eigenschaften auf.
  • Eine Paste kann als ein Feststoff-Fluidgemisch (Suspension) mit einem hohen Gehalt an Festkörpern verstanden werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Material der Raupe zumindest nach einer Härtungsphase und/oder Trocknungsphase gummielastische Eigenschaften und/oder viskoelastische Eigenschaften auf. Dadurch können fertigungsbedingte und insbesondere während des Betriebs auftretende und sich ändernde Form- und Lagetoleranzen bzw. Versätze und Verdrehungen zwischen der Raupe und den Zellkontakten und den Zellhalter besonders gut kompensiert bzw. ausgeglichen werden, ohne dass es zu Schäden an der physischen Verbindung zwischen der Raupe und einem Zellkontakt oder anderen mit der Raupe verbundenen Komponenten, wie etwa ein Hochvoltabnehmer, welcher einen Batteriekontakt der Fahrzeugbatterieanordnung kontaktiert oder darstellt, kommt.
  • Mit den Begriffen „Gummielastizität“ bzw. synonym „Entropieelastizität“ ist die für Polymere charakteristische Eigenschaft bezeichnet, nach einer Verformung, die auf Streckung von ganzen Makromolekülen oder Molekülsegmenten beruht, wieder in den entropisch günstigeren Knäuelzustand zurückzukehren. Sie beruht auf einer reversiblen Entropieänderung in den Makromolekülen der Materialmatrix, die aus langen Ketten gleicher Bausteine bestehen.
  • Als „Viskoelastizität“ ist die zeit-, temperatur- und frequenzabhängige Elastizität von polymeren Schmelzen oder Festkörpern (Kunststoffen) bezeichnet. Die Viskoelastizität ist durch ein teilweise elastisches, teilweise viskoses Verhalten geprägt. Das Material relaxiert nach Entfernen der externen Kraft nur unvollständig, die verbleibende Energie wird in Form von Fließvorgängen (Retardation) abgebaut.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Raupe bzw. das Material der Raupe ein Elastomer und/oder ein thermoplastisches Elastomer, bevorzugt ein Silikonmaterial und/oder ein Kautschukmaterial und/oder ein Acrylmaterial.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das Material der Raupe ein Grundmaterial, bevorzugt ein einen Kunststoff umfassendes Grundmaterial, und einen in das Grundmaterial eingebrachten, elektrisch leitfähigen Füllstoff, wobei der Füllstoff bevorzugt Graphit, Kohlenstoff, Metall, vorzugsweise Silber, Gold, Kuper, Nickel, und/oder Aluminium, und/oder eine Metalllegierung, bevorzugt eine Silber, Gold, Kuper, Nickel, und/oder Aluminium umfassende Metalllegierung, und/oder Ruß umfasst, wobei der Füllstoff bevorzugt in Form von Partikeln und/oder Fasern ausgebildet ist.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird eine erste Raupe zum Kontaktieren eines Zellkontakts erster Polung jeder der Batteriezellen aufgebracht und ferner eine zweite Raupe zum Kontaktieren des Zellkontakts der anderen Polung jeder der Batteriezellen aufgebracht. So können beide Pole der Batteriezellen in der oben beschriebenen vorteilhaften Weise kontaktiert werden.
  • Alterativ oder zusätzlich kann eine Raupe derart aufgebracht werden, dass abwechselnd ein Zellkontakt erster Polung einer Batteriezelle oder einer Gruppe aus der Mehrzahl von Batteriezellen kontaktiert wird und dann ein Zellkontakt anderer Polung einer weiteren Batteriezelle oder einer weiteren Gruppe aus der Mehrzahl von Batteriezellen kontaktiert wird. Mit anderen Worten kann eine serielle Verschaltung von Batteriezellen entlang des Verlaufs der Raupe, oder eben eine serielle Verschaltung von Gruppen aus jeweils parallel verschalteten Batteriezellen bereitgestellt werden.
  • Der Verlauf der Raupe kann je nach Anforderung entlang einer Reihe von Batteriezellen im Wesentlichen linear, oder mit Krümmungen, beispielsweise sinusförmig oder schlangenlinienförmig ausgebildet sein.
  • Die oben gestellte Aufgabe wird ferner durch eine Fahrzeugbatterieanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der vorliegenden Beschreibung und den beigefügten Figuren.
  • Die Beschreibung hinsichtlich der Fahrzeuganordnung, insbesondere von deren Merkmalen, gilt ebenso als Beschreibung hinsichtlich des Verfahrens, und umgekehrt.
  • Entsprechend wird eine Fahrzeugbatterieanordnung vorgeschlagen, umfassend einen Zellhalter mit einer Mehrzahl von Aufnahmen zum Aufnehmen von zumindest jeweils einer Batteriezelle und eine Mehrzahl von in den Aufnahmen gehaltenen Batteriezellen, wobei die Batteriezellen derart in den Aufnahmen gehalten sind, dass jeweils ein Zellkontakt, vorzugsweise ein Zellkontakt einer ersten, gleichen Polarität, jeder der Batteriezellen an einer Applikationsseite des Zellhalters frei liegt.
  • Die Fahrzeugbatterieanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine durchgehende Raupe aus einem adhäsiven, elektrisch leitfähigen Material an der Applikationsseite nachträglich des Einbringens der Batteriezellen in die Aufnahmen des Zellhalters auf den so entstandenen Verbund aus Zellhalter und Batteriezellen aufgebracht ist, wobei die Raupe sukzessive über die frei liegenden Zellkontakte verläuft. Bevorzugt verläuft die Raupe über jeden der frei liegenden Zellkontakte.
  • Anders ausgedrückt verläuft die Raupe über die Applikationsseite des Zellhalters und verläuft dabei sukzessive über die Zellkontakte.
  • Durch das Vorsehen der Raupe wie vorstehend beschrieben können die hinsichtlich des Verfahrens beschriebenen Vorteile und Wirkungen in analoger Weise auch durch die Fahrzeuganordnung erzielt werden.
  • Die durch die Raupe elektrisch kontaktierten Zellkontakte sind vorzugsweise Zellkontakte gleicher Polarität. Mithin verläuft die Raupe entweder nur über Pluspol-Zellkontakte oder über Minuspol-Zellkontakte.
  • Vorzugsweise sind die Aufnahmen in zumindest einer Aufreihrichtung, bevorzugt in zwei orthogonal zueinander angeordneten Aufreihrichtungen, nebeneinander angeordnet und/oder miteinander verbunden. Daher sind dann auch die in den Aufnahmen gehaltenen Batteriezellen entsprechend nebeneinander angeordnet. Die Aufnahmen sind mithin bevorzugt in einer Ebene nebeneinander angeordnet.
  • Die Aufnahmen des Zellhalters sind vorzugsweise zum Aufnehmen zumindest einer, bevorzugt genau einer, zylindrischen Batteriezelle, prismatischen Batteriezelle oder Pouch-Batteriezelle ausgebildet.
  • Insbesondere für den Fall, dass die im Zellhalter gehaltenen Batteriezellen an ihrer der Applikationsseite zugewandten Seite, folglich auf der Applikationsseite, beide Zellkontakte (den Pluspol-Zellkontakt und den Minuspol-Zellkontakt) aufweisen, können gemäß einer weiteren bevorzugen Ausführungsform die Aufnahmen des Zellhalters an der Applikationsseite zumindest im Bereich des Raupenverlaufs eine Abdeckung zum Abdecken zumindest eines Teil der in der Aufnahme gehaltenen Batteriezelle, bevorzugt zumindest eines weiteren Batteriekontakts, welcher gegensätzlich zum durch die Raupe elektrisch kontaktieren Batteriekontakt gepolt ist, umfassen.
  • Die Abdeckung erstreckt sich bevorzugt an der Applikationsseite oberhalb eines Grundkörpers der in der Aufnahme gehaltenen Batteriezelle in Richtung des Raupenverlaufs zum durch die Raupe elektrisch kontaktieren Zellkontakt. Ungeachtet der Anordnung der Zellkontakte kann durch die Abdeckung verhindert werden, dass die Raupe während des Applizierens auf die Applikationsseite des Verbunds aus Zellhalter und darin gehaltenen Batteriezellen einen Sprung im Höhenverlauf senkrecht zur Raupenverlauf-Richtung erfährt. Vielmehr kann durch die Abdeckung ein Heranführen der Raupe an das Höhenniveau der Oberfläche des Zellkontaktes erzielt werden. Ferner kann die Abdeckung eine Niederhaltefunktion aufweisen bzw. als Niederhalterelement ausgebildet sein. Anders ausgedrückt kann durch die Abdeckung ein Anschlag für die Batteriezelle, bevorzugt einen Grundkörper der Batteriezelle ausgebildet sein, welcher eine formschlüssige Sperre eines Verschiebens der Batteriezelle in der Aufnahme über die Abdeckung hinaus bereitstellt. Mit anderen Worten kann die Abdeckung als Hinterschnitt in Richtung Applikationsseite ausgebildet sein.
  • Es hat sich weiterhin als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Zellhalter optional an der Applikationsseite eine sich in Richtung des Raupenverlaufs erstreckende Aussparung, bevorzugt eine Nut, zur Aufnahme der Raupe umfasst. So kann die Raupe einerseits vor einem Ablösen aufgrund eines bei unsachgemäßem Zusammenbau oder unsachgemäßer Wartung auf die Raupe ausgeübten Stoßes geschützt werden. Zudem kann die Raupe auf einem Höhenniveau am bzw. im Zellhalter vorliegen, das im Wesentlichen dem Höhenniveau des zu kontaktierenden Zellkontakts entspricht.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der Zellhalter auf der Applikationsseite einen bevorzugt angrenzend zu einen Zellkontakt angeordneten, in Richtung des Raupenverlaufs orientierten Rampenabschnitt, welcher bevorzugt eine sukzessive Höhenänderung zwischen einer Grundhöhe des Zellhalters senkrecht zur einer durch die Applikationsseite definierten Ebene und einer von der Grundhöhe des Zellhalters verschiedenen Höhe des Zellkontaktes senkrecht zur durch die Applikationsseite definierten Ebene umfasst. Durch den Rampenabschnitt kann, wenn die Raupe zumindest teilweise auf einem zum Höhenniveau der zu kontaktierenden Oberfläche des Zellkontaktes unterschiedlichen Höhenniveau verläuft, die Raupe von diesem unterschiedlichen Höhenniveau auf das Höhenniveau des Zellkontaktes herangeführt werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist auf den Verbund aus Zellhalter und Batteriezellen eine erste Raupe zum Kontaktieren eines Zellkontakts erster Polarität jeder der Batteriezellen aufgebracht und eine zweite Raupe zum Kontaktieren des Zellkontakts zweiter Polarität jeder der Batteriezellen aufgebracht. Dies ist insbesondere voreilhaft, wenn die Zellkontakte beider Polaritäten der Batteriezellen auf der Applikationsseite angeordnet sind. Beispielsweise kann bei zylindrischen Batteriezellen ein Pluspol bezogen auf deren Längsachse in einen zentralen Bereich angeordnet sein, und der Minuspol in einem Umfangsbereich der zylindrischen Batteriezelle angeordnet sein. Dann verläuft die erste Raupe zum elektrischen Kontaktieren des Pluspol-Zellkontakts der Batteriezellen über den zentralen Bereich der Batteriezellen, und die zweite Raupe zum elektrischen Kontaktieren des Minuspol-Zellkotakts der Batteriezellen über den Umfangsbereich der Batteriezellen.
  • Alterativ oder zusätzlich kann eine Raupe derart aufgebracht sein, dass abwechselnd ein Zellkontakt erster Polung einer Batteriezelle oder einer Gruppe aus der Mehrzahl von Batteriezellen kontaktiert ist und dann ein Zellkontakt anderer Polung einer weiteren Batteriezelle oder einer weiteren Gruppe aus der Mehrzahl von Batteriezellen kontaktiert ist. Mit anderen Worten kann eine serielle Verschaltung von Batteriezellen entlang des Verlaufs der Raupe, oder eben eine serielle Verschaltung von Gruppen aus jeweils parallel verschalteten Batteriezellen bereitgestellt sein.
  • Der Verlauf der Raupe kann je nach Anforderung entlang einer Reihe von Batteriezellen im Wesentlichen linear, oder mit Krümmungen, beispielsweise sinusförmig oder schlangenlinienförmig ausgebildet sein.
  • Der Zellhalter ist bevorzugt aus einem elektrisch nicht leitenden Kunststoff ausgebildet, bevorzugt einstückig ausgebildet.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
    • 1 schematisch eine Schnittansicht durch eine Fahrzeugbatterieanordnung mit einem Sammelleiter in Form einer Raupe aus adhäsivem, elektrisch leitfähigem Material;
    • 2 schematisch eine Draufsicht der Fahrzeugbatterieanordnung aus 1;
    • 3 schematisch eine Draufsicht einer Fahrzeugbatterieanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform;
    • 4 schematisch eine Draufsicht eines Detailbereichs einer Fahrzeugbatterieanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform;
    • 5 schematisch eine Schnittansicht durch die Fahrzeugbatterieanordnung aus 4;
    • 6 schematisch eine Schnittansicht durch eine Fahrzeugbatterieanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform;
    • 7 schematisch eine Schnittansicht durch eine Fahrzeugbatterieanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform;
    • 8 schematisch eine Schnittansicht durch eine Fahrzeugbatterieanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform;
    • 9 schematisch eine Schnittansicht der Fahrzeugbatterieanordnung während deren Fertigung;
    • 10 schematisch eine Draufsicht eines Detailbereichs einer Fahrzeugbatterieanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform;
    • 11 schematisch eine Draufsicht eines Detailbereichs einer Fahrzeugbatterieanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform; und
    • 12 schematisch eine Draufsicht eines Detailbereichs einer Fahrzeugbatterieanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform.
  • Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
  • Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.
  • In 1 ist schematisch eine Schnittansicht durch eine Fahrzeugbatterieanordnung 1 mit einem Sammelleiter in Form einer Raupe 7 aus adhäsivem, elektrisch leitfähigem Material gezeigt. Die Fahrzeugbatterieanordnung 1 umfasst einen Zellhalter2 mit einer Mehrzahl von Aufnahmen 3 zum Aufnehmen von jeweils einer Batteriezelle 4, und eine Mehrzahl von in den Aufnahmen 3 gehaltenen Batteriezellen 4, wobei die Batteriezellen 4 derart in den Aufnahmen 3 gehalten sind, dass jeweils ein Zellkontakt 5 jeder der Batteriezellen 4 an einer Applikationsseite 6 des Zellhalters 2 frei liegt.
  • Beim Zusammenbau erfolgte zunächst ein Einbringen der Batteriezellen 4 in die Aufnahmen 3 des Zellhalters 2, so dass ein Verbund aus Zellhalter 2 und darin aufgenommenen Batteriezellen 4 entstanden ist. Auf diesen Verbund wurde eine Raupe 7 aus einem adhäsiven, elektrisch leitfähigen Material an der Applikationsseite 6 nachträglich des Einbringens der Batteriezellen 4 in die Aufnahmen 3 des Zellhalters 2 auf den Verbund aus Zellhalter 2 und Batteriezellen 4 aufgebracht, wobei die Raupe 7 über den Zellhalter 2 verläuft und dabei sukzessive über jeden der frei liegenden Zellkontakte 5 gleicher Polarität verläuft. Vorliegend stellen die durch die Raupe 7 elektrisch kontaktieren Zellkontakte 5 jeweils den Pluspol der Batteriezellen 4 dar.
  • Durch das Applizieren der Raupe 7 auf den Verbund aus Zellhalter 2 und Batteriezellen 4 ist an der Applikationsseite 6 eine adhäsive Verbindung zwischen der Raupe 7 und der Oberfläche des Zellhalters 2 und der Oberfläche der Zellkontakte 5 entstanden, so dass die Raupe 7 dauerhaft mit dem Verbund verbunden ist und die Zellkontakte 5 dauerhaft kontaktiert. Anders ausgedrückt bildet die Raupe 7 einen im Wesentliche linienförmigen Klebeverlauf aus, wobei die Raupe 7 alternierend am Zellhalter 7 und einen der Mehrzahl von Batteriekontakten 5 haftet.
  • Die Aufnahmen 3 des Zellhalters 2 umfassen an der Applikationsseite 6 eine Abdeckung 10 zum Abdecken zumindest eines Teils der der in der Aufnahme 3 gehaltenen Batteriezelle 4. Durch die Abdeckung 10 ist zum einen ein Hinterschnitt in Richtung der Längsachse 11 der Batteriezellen 4 ausgebildet, welcher als Anschlag für die Batteriezellen 4 in Richtung ihrer Längsachse 11 und somit zur Positionierung der Batteriezellen 4 relativ zum Zeitalter 2 in einer parallel zur Längsachse 11 orientieren Höhenrichtung 12 der Fahrzeugbatterieanordnung 1 dient.
  • Die Raupe 7 stellt einen Sammelleiter dar, welcher die Batteriezellen 4 an den Zellkontakten 5 gleicher Polarität elektrisch kontaktiert.
  • Die Fahrzeugbatterieanordnung 1 umfasst ferner einen weiteren Zellhalter 8 und gegenüber der Applikationsseite 6 eine Temperiervorrichtung 9 zum Temperieren der Batteriezellen 4.
  • 2 zeigt schematisch eine Draufsicht der Fahrzeugbatterieanordnung 1 aus 1 auf die Applikation Seite 6. Zum besseren Verständnis ist der zylinderförmige Bereich der Aufnahmen 3 durch gestrichelte Linien im Sinne einer verdeckten Kante in einer technischen Zeichnung dargestellt.
  • Wie aus 2 zu erkennen, decken die Abdeckungen 10 im Wesentlichen die Batteriezellen 4 ab, sie lassen lediglich eine Öffnung zum Aufnehmen des Batteriekontakts 5 im Zellhalter2 offen, deren Form im Wesentlichen der Form des Batteriekontakts 5 entspricht und nur unwesentlich größere Abmaße hat.
  • Die Aufnahmen 3 und mithin die darin gehaltenen Batteriezellen 4 sind in einer Ebene senkrecht zur Höhenrichtung 12 (siehe 1) in einem regelmäßigen Muster angeordnet. Jeweils eine Reihe von Batteriezellen 4 dieses Musters ist mit einer Raupe 7 adhäsiv verbunden und durch diese elektrisch kontaktiert. Die Mehrzahl von im Wesentlichen parallel verlaufenden Raupen 7 können optional durch eine hier nicht gezeigte Sammeleinheit elektrisch kontaktierend zusammengeführt werden, beispielsweise an einem Verbindungsteil zu einem Batteriekontakt (nicht gezeigt) der Fahrzeugbatterieanordnung 1.
  • Wie zu erkennen, erstreckt sich ein Ende 13 der in 2 links und rechts außen dargestellten Raupen 7 über den Batteriekontakt 5 hinaus und endet auf dem Zellhalter 2. Dadurch kann das Ende 13 mechanisch am Zeitalter 2 adhäsiv angebunden sein. Alternativ hierzu ist das Ende 13' der mittleren Raupe 7 derart ausgebildet, dass es auf dem Batteriekontakt 5 endet.
  • 3 zeigt schematisch eine Draufsicht einer Fahrzeugbatterieanordnung 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform, welche im Wesentlichen der Fahrzeugbatterieanordnung 1 aus 2 entspricht. Sie unterscheidet sich von letztgenannter darin, dass anstelle der Mehrzahl von Raupen 7 vorliegend zum Kontaktieren der Zellkontakte 5 positiver Polarität aller Batteriezellen 4 eine gemeinsame Raupe 7 auf den Verbund aus Zellhalter 2 und Batteriezellen 4 nach dessen Zusammenbau appliziert wurde. Die Raupe 7 verläuft mithin in einer Rechteck-Wellenform über den Zellhalter 2 und haftet abwechselnd an einem der Zellkontakte 5 und am Zellhalter2 unter Ausbildung einer im Wesentlichen durchgehenden Klebeverbindung zum Verbund aus Zellhalter 2 und Batteriezellen 4. Die Raupe 7 endet vorliegend in einem Hochvolt-Kontakt 14, vorliegend optional aus Kupfer.
  • Aus 4 ist schematisch eine Draufsicht eines Detailbereichs einer Fahrzeugbatterieanordnung 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform zu entnehmen, welche im Wesentlichen jener aus den 1 bis 3 entspricht. Bei dieser Ausführungsform weisen die Batteriezellen 4 nicht nur den als Pluspol ausgebildeten Zellkontakt 5 auf der Applikationsseite 6 auf, sondern zudem den als Minuspol ausgebildeten Zellkontakt 15. Wie aus 4 zu erkennen, ist der Zellkontakt 5 bezogen auf die Längsachse 10 der Batteriezellen 4 zentrisch angeordnet. Der Zellkontakt 15 erstreckt sich in Umfangsrichtung im Bereich des Außenumfangs der zylindrischen Batteriezellen 4.
  • Auf den Verbund aus Zellhalter 2 und Batteriezellen 4 ist neben der ersten Raupe 7 zum Kontaktieren der Pluspol-Zellkontakte 5 der Batteriezellen 4 eine zweite Raupe 7' zum Kontaktieren der Minuspol-Zellkontakte 15 der Batteriezellen 4 aufgebracht.
  • Um zu verhindern, dass die Raupe 7 in elektrisch leitenden Kontakt mit den Zellkontakten 15 gelangt, sind die Abdeckungen 10 zum Abdecken des weiteren Batteriekontakts 15 ausgebildet. Gemäß dieser optionalen Ausführung erstrecken sich die Abdeckungen 10 an der Applikationsseite 6 oberhalb des zylindrischen Grundkörpers der in der Aufnahme 3 gehaltenen Batteriezelle 4 in Richtung des Raupenverlaufs zum durch die Raupe 7 elektrisch kontaktierten Batteriekontakt 5. die Abdeckungen 10 weisen mithin die Form von sich in Richtung des Raupenverlaufs erstreckenden Stegen 16 auf.
  • 5 zeigt schematisch eine Schnittansicht durch die Fahrzeugbatterieanordnung 1 aus 4 durch die in 4 dargestellte Schnittlinie A-A. Anhand dieser Darstellung wird das vorteilhafte Vermögen des Toleranzausgleichs durch die Raupe 7 und unter Bezugnahme der Bezugszeichen 17 bis 21 beschrieben. Aufgrund von Fertigungstoleranzen kann es vorkommen, dass die Oberseite des Zellhalters 2 und die Oberseite der Zellkontakte 5 sowie die Zellkontakte 5 der jeweiligen Batteriezellen 4 relativ zueinander auf unterschiedlichen Höhenniveaus in Höhenrichtung 12 vorliegen. In 5 ist das Höhenniveau der Oberseite des Zellhalters 2, auf welchem die Raupe 7 verläuft, mit dem Bezugszeichen 17 angedeutet. Ferner sind das Höhenniveau der Oberseite des Zellkontaktes 5 der in 5 unten abgebildeten Batteriezelle 4 mit dem Bezugszeichen 18 und das Höhenniveau der Oberseite des Zellkontaktes 5 der in 5 oben abgebildeten Batteriezelle 4 mit dem Bezugszeichen 20 angedeutet. Die Versätze in Höhenrichtung zwischen dem Höhenniveau 17 des Zellhalters 2 und dem jeweiligen Höhenniveau 18, 20 der Zellkontakte 5 sind durch die Bezugszeichen 19 und 21 veranschaulicht. Der Versatz zwischen den Höhenniveaus 18 und 20 entspricht der Differenz dieser Werte (nicht dargestellt).
  • Aufgrund der oben beschriebenen Versätze 19, 21 und aufgrund von Vibrationen kann es zu Spannungen an den adhäsiven Verbindungsflächen zwischen der Raupe 7 und dem Zellhalter 2 sowie zwischen der Raupe 7 und den Zellkontakten 5, und ebenso zu Spannungen in der Raupe 7 kommen. Um Schäden aufgrund dieser Spannungen, beispielsweise ein Abreißen der Raupe 7 von einem Zellkontakt 5, zu verhindern, weist die Raupe 7 gemäß dieser optionalen Ausführung dauerhaft gummielastische Eigenschaften auf. Alternativ kann sie auch dauerhaft viskoelastische Eigenschaften und/oder dauerhaft pastöse Eigenschaften aufweisen. Sie ist jedoch nicht auf diese optionalen Ausbildungen beschränkt.
  • 6 zeigt schematisch eine Schnittansicht durch ein Fahrzeugbatterieanordnung 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Diese entspricht im Wesentlichen der Fahrzeugbatterieanordnung 1 gemäß 4. Die Ansicht kann entsprechend angesehen werden als durch die in 4 angedeutete Schnittlinie B-B verlaufend, jedoch mit den folgenden Unterschieden zur Ausführung gemäß 4:
    • Der Zellhalter 2 gemäß dieser Ausführungsform umfasst auf der Applikationsseite 6 angrenzend zum Zellkontakt 15 der Batteriezellen 5 angeordnet und sich in Richtung des Raupenverlaufs erstreckend Rampenabschnitte 22, welche eine sukzessive Höhenänderung zwischen der Grundhöhe des Zellhalters (entsprechend Höhenniveau 17, vergleiche 5) senkrecht zur einer durch die Applikationsseite 6 definierten Ebene, mithin senkrecht zu erhöhen Richtung und einer von der Grundhöhe des Zellhalters 2 verschiedenen Höhe des Zellkontaktes 15 senkrecht zur durch die Applikationsseite 6 definierten Ebene bereitstellt. Dadurch können Sprünge in Höhenverlauf der Raupe 7' entlang deren Raupenverlaufs vermieden werden.
  • Gemäß dieser optionalen Ausführungsform erstreckt sich jeder Rampenabschnitt 22 in Richtung des Raupenverlaufs der Raupe 7' über eine vorgegebene Strecke 23 und weist relativ zur Applikationsseite 6 des Zellhalters 2 gesehen einen vorgegebenen Steigungswinkel 24 auf.
  • 7 zeigt schematisch eine Schnittansicht durch ein Fahrzeugbatterieanordnung 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Diese entspricht im Wesentlichen der Fahrzeugbatterieanordnung 1 gemäß 4. Die Ansicht kann entsprechend angesehen werden als durch die in 4 angedeutete Schnittlinie C-C verlaufend, jedoch mit den folgenden Unterschieden:
    • Der Zellhalter 2 umfasst an der Applikationsseite 6 eine sich in Richtung des Raupenverlaufs erstreckende Aussparung, vorliegend in Form einer Nut 25, die zur Aufnahme der Raupe 7' ausgebildet ist. Der Boden der Nut 25 ist dabei im Wesentlichen auf dem Höhenniveau des weiteren Zellkontakts 15 angeordnet.
  • 8 zeigt schematisch eine Schnittansicht durch ein Fahrzeugbatterieanordnung 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Diese entspricht im Wesentlichen der Fahrzeugbatterieanordnung 1 gemäß 1, jedoch mit den folgenden Unterschieden:
    • Der Zellhalter2 erstreckt sich in Höhenrichtung 12 über das Höhenniveau des Zellkontakts 5 hinaus, und umfasst ferner eine Aussparung in Form einer Nut 25, die sich entlang des Raupenverlauft der Raupe 7 im Zellhalter2 erstreckt. Dadurch ist die Raupe 7 in der Nut 25 aufgenommen und wird analog zu 7 beschrieben im Wesentlichen auf dem Höhenniveau des Zellkontakts 5 an diesen herangeführt.
  • 9 zeigt schematisch die Fahrzeugbatterieanordnung 1 gemäß 1 während deren Fertigung. Der Verbund aus Zellhalter2 und Batteriezellen 4 wurde bereits durch Einfügen der Batteriezellen 4 in die Aufnahmen 3 des Zellhalters 2 hergestellt. Danach erfolgt der Schritt des Aufbringens der Raupe 7, wie er in 9 dargestellt ist. Die Raupe 7 wird mittels eines Roboterarmes 26 in Form eines entlang einer Applizierrichtung 27 durchgehenden Linienauftrages mit vorgegebener Querschnittsfläche sukzessive auf den Verbund aufgebracht.
  • Aufgrund der Klebeeigenschaft des Materials der Raupe 7 während des Aufbringens geht die Raupe 7 basierend auf einer Benetzung der Oberflächen der Zellkontakte 5 und der Oberflächen des Zellhalters 2 eine adhäsive Verbindung zu diesen Oberflächen ein.
  • Das Material der Raupe 7 weist während des Aufbringens auf den Verbund eine erste Viskosität auf und weist nach einer Härtungsphase und/oder Trocknungsphase eine zweite Viskosität auf, die höher ist als die erste Viskosität. Vorliegend ist das Material der Raupe 7 zumindest während des Aufbringens pastös, mithin ohne den Einfluss von äußeren Kräften außer der Schwerkraft im Wesentlichen formstabil und streichfest, ohne zu zerfließen.
  • Das Material der Raupe 7 weist nach der Härtungsphase und/oder Trocknungsphase gummielastische Eigenschaften und/oder viskoelastische Eigenschaften auf.
  • Gemäß dieser optionalen Ausführung umfasst die Raupe 7 als Grundmaterial ein Silikonmaterial, vorliegend in Form eines Fluorsilikons, mit einem Einsatzbereich im getrockneten Zustand im Betrieb bis 200° C und einer Shore A Härte von etwa 75.Alternativ oder zusätzlich kann die Raupe 7 auch ein Acrylmaterial umfassen, beispielsweise ein ein Acrylat-Verbindung bzw. ein Acrylat umfassendes Polymer.
  • Eine Kombination aus zumindest einem Silikonmaterial und zumindest einem Acrylmaterial hat sich in Versuchen als besonders vorteilhaft herausgestellt.
  • In das Grundmaterial ist vor dem Applizieren ein elektrisch leitfähiger Füllstoff beigemengt worden, vorliegend aus Graphit. Alternativ oder zusätzlich kann der Füllstoff auch Kohlenstoff, Metall, vorzugsweise Silber, Gold, Kuper, Nickel, und/oder Aluminium, und/oder eine Metalllegierung, bevorzugt eine Silber, Gold, Kuper, Nickel, und/oder Aluminium umfassende Metalllegierung, und/oder Ruß umfassten. Vorzugsweise ist der Füllstoff in Form von Partikeln und/oder Fasern ausgebildet. Durch den leitfähigen Füllstoff kann die elektrische Leitfähigkeit der Raupe 7 erzielt werden.
  • Aus 10 ist schematisch eine Draufsicht eines Detailbereichs einer Fahrzeugbatterieanordnung 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform zu entnehmen, welche im Wesentlichen jener aus den 1 bis 4 entspricht. Im Unterschied zu den Ausführungsformen gemäß 2 bis 4 erstreckt sich die Raupe 7 derart, dass entlang der Raupe 7 diese zunächst eine in 10 links von oben nach unten angeordnete erste Gruppe von Batteriezellen 4 jeweils an deren im Umfangsbereich angeordneten ersten Zellkontakt 5, hier dem Pluspol, elektrisch kontaktiert, und nach einer Umlenkung eine in 10 rechts von oben nach unten angeordnete zweite Gruppe von Batteriezellen 4 jeweils an deren um Umfangsbereich angeordneten zweiten Zellkontakt 15, hier dem Minuspol, elektrisch kontaktiert. Entsprechend sind die Batteriezellen 4 der ersten Gruppe durch die Raupe 7 elektrisch parallel kontaktiert, und sind die Batteriezellen 4 der zweiten Gruppe durch die Raupe 7 elektrisch parallel kontaktiert. Die erste Gruppe und die zweite Gruppe sind durch die Raupe seriell kontaktiert.
  • 11 zeigt schematisch eine Draufsicht eines Detailbereichs einer Fahrzeugbatterieanordnung 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform, welche im Wesentlichen jener aus 4 entspricht. Im Gegensatz zur Ausführungsform in 4 kontaktiert hier eine Raupe alternierend je einen ersten Zellkontakt 5 und einen zweiten Zellkontakt 15, so dass die Batteriezellen 4. Es kann ferner analog zu 4 eine weitere, hier jedoch nicht gezeigte Raupe 7' vorgesehen sein, welche den jeweils anderen, durch die Raupe 7 nicht kontaktierten Zellkontakt 5, 15 der Batteriezellen 4 kontaktiert.
  • 12 zeigt schematisch eine Draufsicht eines Detailbereichs einer Fahrzeugbatterieanordnung 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform, welche im Wesentlichen jener aus 11 entspricht. Hier sind die Batteriezellen im Zellhalter hexagonal angeordnet. Mit anderen Worten sind jeweils benachbarte Reihen von Batteriezellen 4 versetzt zueinander angeordnet. Die Abdeckungen 10 überdecken hier jeweils die Hälfte der Aufnahmen 3 jeder Batteriezelle 4. Die Raupe 7 ist so auf dem Zellhalter 2 aufgebracht, dass sie alternierend je einen ersten Zellkontakt 4 und einen zweiten Zellkontakt 15 kontaktiert.
  • Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Fahrzeugbatterieanordnung
    2
    Zellhalter
    3
    Aufnahme
    4
    Batteriezelle
    5
    Zellkontakt
    6
    Applikationsseite
    7
    Raupe
    8
    Weiterer Zellhalter
    9
    Temperiervorrichtung
    10
    Abdeckung
    11
    Längsachse
    12
    Höhenrichtung
    13
    Ende
    14
    Hochvoltkontakt
    15
    Weiterer Zellkontakt
    16
    Steg
    17
    Höhenniveau
    18
    Höhenniveau
    19
    Versatz
    20
    Höhenniveau
    21
    Versatz
    22
    Rampenabschnitt
    23
    Strecke
    24
    Steigungswinkel
    25
    Nut
    26
    Roboterarm
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102020100204 A1 [0005]

Claims (12)

  1. Verfahren zum elektrischen Kontaktieren von Batteriezellen (4) in einer Fahrzeugbatterieanordnung (1), umfassend das Einbringen einer Mehrzahl von Batteriezellen (4) in Aufnahmen (3) eines Zellhalters (2), derart, dass jeweils ein Zellkontakt (5) jeder der Batteriezellen (4) an einer Applikationsseite (6) des Zellhalters (2) frei liegt, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einbringen der Batteriezellen (4) in die Aufnahmen (3) des Zellhalters (2) eine durchgehende Raupe (7) aus einem adhäsiven, elektrisch leitfähigen Material an der Applikationsseite (6) auf den Verbund aus Zellhalter (2) und Batteriezellen (4) derart aufgebracht wird, dass die Raupe (7) sukzessive über die frei liegenden Zellkontakte (5) verläuft.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Raupe (7) während des Aufbringens eine erste Viskosität aufweist und nach einer Härtungsphase und/oder Trocknungsphase eine zweite Viskosität aufweist, die höher ist als die erste Viskosität.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Raupe (7) zumindest während des Aufbringens pastös ist, wobei das Material der Raupe bevorzugt dauerhaft pastös ist.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Raupe (7) zumindest nach einer Härtungsphase und/oder Trocknungsphase gummielastische Eigenschaften und/oder viskoelastische Eigenschaften aufweist.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Raupe (7) ein Elastomer und/oder ein thermoplastisches Elastomer, bevorzugt ein Silikonmaterial und/oder ein Kautschukmaterial, und/oder ein Acrylmaterial umfasst.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Raupe (7) ein Grundmaterial, bevorzugt ein einen Kunststoff umfassendes Grundmaterial, und einen in das Grundmaterial eingebrachten elektrisch leitfähigen Füllstoff enthält, wobei der Füllstoff bevorzugt Graphit, Kohlenstoff, Metall, vorzugsweise Silber, Gold, Kuper, Nickel, und/oder Aluminium, und/oder eine Metalllegierung, bevorzugt eine Silber, Gold, Kuper, Nickel, und/oder Aluminium umfassende Metalllegierung, und/oder Ruß umfasst, wobei der Füllstoff bevorzugt in Form von Partikeln und/oder Fasern ausgebildet ist.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Raupe (7) zum Kontaktieren eines Zellkontakts (5) erster Polung jeder der Batteriezellen (4) auf den Verbund aus Zellhalter (2) und Batteriezellen (4) aufgebracht wird und eine zweite Raupe (7') zum Kontaktieren des Zellkontakts (15) anderer Polung jeder der Batteriezellen (4) aufgebracht wird, und/oder dass die Raupe (7) derart aufgebracht wird, dass abwechselnd ein Zellkontakt (5) erster Polung einer Batteriezelle (4) oder einer Gruppe aus der Mehrzahl von Batteriezellen (4) kontaktiert wird und ein Zellkontakt (15) anderer Polung einer weiteren Batteriezelle (4) oder einer weiteren Gruppe aus der Mehrzahl von Batteriezellen (4) kontaktiert wird.
  8. Fahrzeugbatterieanordnung (1), umfassend einen Zellhalter (2) mit einer Mehrzahl von Aufnahmen (3) zum Aufnehmen von zumindest jeweils einer Batteriezelle (4), und eine Mehrzahl von in den Aufnahmen (3) gehaltenen Batteriezellen (4), wobei die Batteriezellen (4) derart in den Aufnahmen (3) gehalten sind, dass jeweils ein Zellkontakt (5) jeder der Batteriezellen (4) an einer Applikationsseite (6) des Zellhalters (2) frei liegt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Raupe (7) aus einem adhäsiven, elektrisch leitfähigen Material an der Applikationsseite (6) nachträglich des Einbringens der Batteriezellen (4) in die Aufnahmen (3) des Zellhalters (2) auf den Verbund aus Zellhalter (2) und Batteriezellen (4) aufgebracht ist, wobei die Raupe (7) sukzessive über die frei liegenden Zellkontakte (5) verläuft.
  9. Fahrzeugbatterieanordnung (1) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (3) des Zellhalters (2) an der Applikationsseite (6) zumindest im Bereich des Raupenverlaufs (7) eine Abdeckung (10) zum Abdecken zumindest eines Teil der der in der Aufnahme (3) gehaltenen Batteriezelle (4), bevorzugt zumindest einen weiteren Zellkontakt (15), welcher gegensätzlich zum durch die Raupe (7) elektrisch kontaktieren Zellkontakt (5) gepolt ist, umfasst, wobei die Abdeckung (10) sich bevorzugt an der Applikationsseite (6) oberhalb eines Grundkörpers der in der Aufnahme (3) gehaltenen Batteriezelle (2) in Richtung des Raupenverlaufs zum durch die Raupe (7) elektrisch kontaktieren Batteriekontakt (5) erstreckt.
  10. Fahrzeugbatterieanordnung (1) gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellhalter (2) an der Applikationsseite (6) eine sich in Richtung des Raupenverlaufs erstreckende Aussparung, bevorzugt eine Nut (25), zur Aufnahme der Raupe (7) umfasst.
  11. Fahrzeugbatterieanordnung (1) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellhalter (2) auf der Applikationsseite (6) einen bevorzugt angrenzend zu einen Zellkontakt (2) angeordneten, in Richtung des Raupenverlaufs orientierten Rampenabschnitt (22) umfasst, welcher bevorzugt eine sukzessive Höhenänderung zwischen einer Grundhöhe des Zellhalters (2) senkrecht zur einer durch die Applikationsseite (6) definierten Ebene und einer von der Grundhöhe des Zellhalters (2) verschiedenen Höhe des Zellkontaktes (15) senkrecht zur durch die Applikationsseite (6) definierten Ebene umfasst.
  12. Fahrzeugbatterieanordnung (1) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Verbund aus Zellhalter (2) und Batteriezellen (4) eine erste Raupe (7) zum Kontaktieren eines Zellkontakts (5) erster Polarität jeder der Batteriezellen (4) aufgebracht ist und eine zweite Raupe (7') zum Kontaktieren des Zellkontakts (15) zweiter Polarität jeder der Batteriezellen (4) aufgebracht ist, oder dass die Raupe (7) derart aufgebracht ist, dass abwechselnd ein Zellkontakt (5) erster Polung einer Batteriezelle (4) oder einer Gruppe aus der Mehrzahl von Batteriezellen (4) kontaktiert ist und ein Zellkontakt (15) anderer Polung einer weiteren Batteriezelle (4) oder einer weiteren Gruppe aus der Mehrzahl von Batteriezellen (4) kontaktiert ist.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2021025313A1 (ko) 2019-08-05 2021-02-11 주식회사 엘지화학 복수의 원통형 전지셀을 구비한 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩, 및 자동차
DE102020100204A1 (de) 2020-01-08 2021-07-08 FRÖTEK Vermögensverwaltung GmbH Vorrichtung zum Kontaktieren mit einer über Batteriezellen befestigten Trägerplatte

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