DE102022115357A1

DE102022115357A1 - Method for injecting a thermally conductive compound into a gap-shaped free space and injection arrangement with a pressure cover

Info

Publication number: DE102022115357A1
Application number: DE102022115357.6A
Authority: DE
Inventors: Marc Gormanns; Markus Wunsch; Michael Schuessler
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2022-06-21
Filing date: 2022-06-21
Publication date: 2023-12-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Injizieren einer Wärmeleitmasse (28) in einen spaltförmigen Freiraum (26) zwischen einer Batterieeinheit (14) und einem Träger (16) durch eine Injektionsöffnung (30), wobei die Wärmeleitmasse (28) derart in den Freiraum (26) injiziert wird, dass sich eine Fließfront (28a) der injizierten Wärmeleitmasse (28) ausgehend von der Injektionsöffnung (30) in zumindest eine Ausbreitungsrichtung (x, -x) während des Injizierens zunehmend ausbreitet. Dabei wird vor dem Injizieren der Wärmeleitmasse (28) ein Innenraum (36), in welchem sich die Batterieeinheit (14) und der Freiraum (26) befinden und welcher einen Gas befüllten Teilbereich (36a) aufweist, der fluidisch mit dem Freiraum (26) verbunden ist, gegenüber einer Umgebung (42) abgedichtet, wobei im Innenraum (36) ein bestimmter Anfangsdruck (pA) bereitgestellt wird, der sich während der Injektion durch die in den Freiraum (26) einfließende Wärmeleitmasse (28) auf einen bestimmten Enddruck (pE) erhöht, der größer ist als ein Umgebungsdruck (pN) der Umgebung (42).The invention relates to a method for injecting a thermally conductive compound (28) into a gap-shaped free space (26) between a battery unit (14) and a carrier (16) through an injection opening (30), the thermally conductive compound (28) being injected into the free space (26). ) is injected so that a flow front (28a) of the injected heat-conducting compound (28) increasingly spreads out from the injection opening (30) in at least one propagation direction (x, -x) during the injection. Before injecting the heat-conducting compound (28), an interior space (36) is created, in which the battery unit (14) and the free space (26) are located and which has a gas-filled partial area (36a) which is fluidly connected to the free space (26). is connected, sealed against an environment (42), a certain initial pressure (pA) being provided in the interior (36), which increases to a certain final pressure (pE) during the injection through the thermally conductive mass (28) flowing into the free space (26). ) increases, which is greater than an ambient pressure (pN) of the environment (42).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Injizieren einer Wärmeleitmasse in einen spaltförmigen Freiraum zwischen einer Seite einer Batterieeinheit und einem Träger der Batterieeinheit durch eine in den Freiraum mündende Injektionsöffnung, wobei die Wärmeleitmasse derart in den Freiraum injiziert wird, dass sich eine Fließfront der injizierten Wärmeleitmasse ausgehend von der Injektionsöffnung in zumindest eine Ausbreitungsrichtung während des Injizierens zunehmend ausbreitet. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine Injektionsanordnung.The invention relates to a method for injecting a thermally conductive compound into a gap-shaped free space between one side of a battery unit and a carrier of the battery unit through an injection opening opening into the free space, the thermally conductive compound being injected into the free space in such a way that a flow front of the injected thermally conductive compound extends from the injection opening increasingly spreads in at least one direction of propagation during injection. Furthermore, the invention also relates to an injection arrangement.

Um bei Elektrofahrzeugen die bei der Schnellladung und beim Leistungsabruf in den Hochvolt-Batterien entstehende Wärme abführen zu können, kommt zwischen Batteriemodul und Kühlboden eine Wärmeleitpaste, der sogenannte Gapfiller, zum Einsatz, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch als Wärmeleitmasse bezeichnet wird. Hierbei besteht zum einen die Möglichkeit, bei der Montage der Hochvolt-Batterie zuerst in das noch leere Batteriegefache den Gapfiller raupenförmig zu applizieren und dann durch das Aufsetzen und Absenken des Batteriemoduls langsam in die Fläche zu verdrücken. Eine weitere Möglichkeit ist durch das sogenannte Gapfiller-Injektionsverfahren bereitgestellt. Hierbei wird zunächst das Batteriemodul in das leere Batteriegefache gesetzt und verschraubt oder anderweitig am Batteriegehäuse befestigt. In den entstehenden Spalt zwischen Batteriemodul und dem Träger, also z.B. dem Kühlboden, wird dann der Gapfiller injiziert. Bei der Gapfillerinjektion kann der Gapfiller entweder am Rand eines Batteriemoduls von oben injiziert werden oder an einer beliebigen Position von unten durch den Kühlboden, genauer gesagt durch eine Öffnung im Kühlboden, die vorliegend als Injektionsöffnung bezeichnet wird. Erfolgt die Injektion beispielsweise mittig unter einem Batteriemodul, so ist dies bauraumbedingt nur von unten möglich und hat den großen Vorteil, dass die Fließweglänge des Gapfillers zur vollständigen Benetzung und Ausfüllung der Kavität, das heißt des Freiraums bzw. Zwischenraums zwischen dem Batteriemodul und diesem Träger, nur halb so groß ist. Das hat Vorteile in der Taktzeit und in der niedrigeren Druckbeaufschlagung während der Injektion.In order to be able to dissipate the heat generated during rapid charging and power demand in the high-voltage batteries in electric vehicles, a thermally conductive paste, the so-called gap filler, is used between the battery module and the cooling base, which is also referred to as thermally conductive compound in the context of the present invention. On the one hand, when installing the high-voltage battery, it is possible to first apply the gap filler in a caterpillar shape to the still empty battery compartment and then slowly press it into the area by placing and lowering the battery module. Another option is provided by the so-called Gapfiller injection procedure. The battery module is first placed in the empty battery compartment and screwed or otherwise attached to the battery housing. The gap filler is then injected into the resulting gap between the battery module and the carrier, i.e. the cooling base. During gap filler injection, the gap filler can be injected either at the edge of a battery module from above or at any position from below through the cooling base, more precisely through an opening in the cooling base, which is referred to here as an injection opening. For example, if the injection takes place in the middle under a battery module, this is only possible from below due to the installation space and has the great advantage that the flow path length of the gap filler is sufficient to completely wet and fill the cavity, i.e. the free space or gap between the battery module and this carrier. is only half as big. This has advantages in terms of cycle time and lower pressurization during injection.

Nachteilig ist generell die notwendige Dichtung, welche den zu begrenzenden Raum zwischen Batteriemodul und Kühlboden umlaufend begrenzt. Die Dichtung kostet als zusätzliches Bauteil Geld. Aus technischer Sicht ist es schwierig, die vorhandenen Toleranzen abzufangen und dabei möglichst keine Gegenkraft auf den Kühlboden aufzubringen, weil sich sonst dadurch der Spalt künstlich in seiner Höhe vergrößert.The general disadvantage is the necessary seal, which circumferentially limits the space to be limited between the battery module and the cooling base. The seal costs money as an additional component. From a technical point of view, it is difficult to accommodate the existing tolerances and, if possible, not to apply any counterforce to the cooling base, otherwise the gap will artificially increase in height.

Die DE 10 2018 220 626 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Fertigungseinrichtung zum Fertigen einer Batterie, wobei in einem bereitgestellten Batteriegehäuse wenigstens ein Batteriemodul positioniert und befestigt ist, sodass es wenigstens einen in einem Gehäuseboden des Batteriegehäuses vorgesehenen Spalt überdeckt. Der Gehäuseboden wird dann entlang des Spalts nach außen aufgebogen, wodurch eine Kavität zwischen dem Batteriemodul und dem Gehäuseboden vergrößert wird. Durch den Spalt hindurch wird dann ein viskoser wärmeleitender Füllstoff in die Kavität eingebracht. Anschließend wird das Aufbiegen des Gehäusebodens durch Zurückdrücken des Gehäusebodens in Richtung des Batteriemoduls rückgängig gemacht.The DE 10 2018 220 626 A1 describes a method and a manufacturing device for manufacturing a battery, wherein at least one battery module is positioned and fastened in a provided battery housing so that it covers at least one gap provided in a housing base of the battery housing. The housing base is then bent outwards along the gap, thereby enlarging a cavity between the battery module and the housing base. A viscous heat-conducting filler is then introduced into the cavity through the gap. The bending of the housing base is then reversed by pushing the housing base back towards the battery module.

Durch das Aufbiegen des Gehäusebodens kann der Injektionsdruck verringert werden. Zudem können dabei auch Füllstoffe mit höherer Viskosität verwendet werden. Diese Vorgehensweise beansprucht jedoch den Kühlboden sehr stark.The injection pressure can be reduced by bending the housing base. In addition, fillers with higher viscosity can also be used. However, this procedure puts a lot of strain on the cooling floor.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Injektionsanordnung bereitzustellen, die auf möglichst bauteilschonende Weise eine Injektion einer Wärmeleitmasse in einen spaltförmigen Freiraum zwischen einer Batterieeinheit und einem Träger ermöglichen, ohne den Freiraum mittels einer Dichtung abdichten zu müssen.The object of the present invention is therefore to provide a method and an injection arrangement which enable an injection of a heat-conducting compound into a gap-shaped free space between a battery unit and a carrier in the most gentle way possible on the components, without having to seal the free space by means of a seal.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und eine Injektionsanordnung mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung, sowie der Figuren.This task is solved by a method and an injection arrangement with the features according to the respective independent patent claims. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims, the description and the figures.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Injizieren einer Wärmeleitmasse in einen spaltförmigen Freiraum zwischen einer Seite einer Batterieeinheit und einem Träger der Batterieeinheit durch eine in den Freiraum mündende Injektionsöffnung wird die Wärmeleitmasse derart in den Freiraum injiziert, dass sich eine Fließfront von der injizierten Wärmeleitmasse ausgehend von der Injektionsöffnung in zumindest eine Ausbreitungsrichtung während des Injizierens zunehmend ausbreitet. Dabei wird vor dem Injizieren der Wärmeleitmasse ein Innenraum, in welchem sich die Batterieeinheit und der Freiraum befinden und welcher einen Gas befüllten Teilbereich aufweist, der fluidisch mit dem Freiraum verbunden ist, gegenüber einer Umgebung abgedichtet, wobei im Innenraum ein bestimmter Anfangsdruck bereitgestellt wird, der sich während der Injektion durch die in den Freiraum einfließende Wärmeleitmasse auf einen bestimmten Enddruck erhöht, der größer ist als ein Umgebungsdruck, d.h. ein Druck in der Umgebung.In a method according to the invention for injecting a thermally conductive compound into a gap-shaped free space between one side of a battery unit and a carrier of the battery unit through an injection opening opening into the free space, the thermally conductive compound is injected into the free space in such a way that a flow front of the injected thermally conductive compound extends from the injection opening increasingly spreads in at least one direction of propagation during injection. Before injecting the heat-conducting compound, an interior, in which the battery unit and the free space are located and which has a gas-filled partial area that is fluidly connected to the free space, is sealed from the environment, with a certain initial pressure being provided in the interior increases during the injection to a certain final pressure due to the heat-conducting material flowing into the free space, which is greater than an ambient pressure, i.e. a pressure in the environment.

Durch die in den Freiraum einfließende Wärmeleitmasse wird entsprechend das Gasvolumen des Innenraums, das heißt der Volumenanteil des Innenraums, der mit Gas befüllt ist, reduziert. Dadurch erhöht sich folglich der Gasdruck in diesem Teilbereich. Da dieser Teilbereich zudem fluidisch mit dem Freiraum verbunden ist, wirkt dieser Gasdruck entsprechend auch auf die eingefüllte Wärmeleitmasse. Beim Injizieren der Wärmeleitmasse in den Freiraum nimmt also folglich der Gasdruck zu, wobei dieser zunehmende Gasdruck auf die Wärmeleitmasse wirkt und genauer gesagt dem Einströmen entgegenwirkt. Dies kann vorteilhafterweise nun durch die Erfindung genutzt werden, um die injizierte Wärmeleitmasse auch ohne Dichtung im zu befüllenden Freiraum zu halten und ein übermäßiges Herausfließen aus diesem Freiraum zu verhindern. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass der sich zunehmend vergrößernde Gasdruck im Innenraum irgendwann gleich dem Injektionsdruck ist bzw. dem Fluiddruck im Bereich der Fließfronten, wodurch auch das Weiterfließen der Fließfront bzw. Fließfronten der injizierten Wärmeleitmasse stagniert beziehungsweise aufgehalten wird. Der Enddruck kann durch geeignete Wahl des Anfangsdrucks somit einfach auf den Injektionsdruck angepasst gewählt sein, um zu erreichen, dass die Wärmeleitmasse den Freiraum nur im vorbestimmten Ausmaß ausfüllt und nicht darüber hinaus oder zumindest nicht übermäßig darüber hinaus. Somit kann vorteilhafterweise auf die eingangs genannte Dichtung gänzlich verzichtet werden. Das spart Kosten und lässt tendenziell auch kleinere Spalte zu, da die Gegenkraft der Dichtung wegfällt.The gas volume of the interior, i.e. the volume fraction of the interior that is filled with gas, is correspondingly reduced by the heat-conducting material flowing into the free space. This consequently increases the gas pressure in this area. Since this partial area is also fluidly connected to the free space, this gas pressure also has a corresponding effect on the filled heat-conducting compound. When the heat-conducting compound is injected into the free space, the gas pressure increases, with this increasing gas pressure acting on the heat-conducting compound and, more precisely, counteracting the inflow. This can now advantageously be used by the invention in order to keep the injected heat-conducting compound in the free space to be filled even without a seal and to prevent excessive flow out of this free space. This takes advantage of the knowledge that the increasingly increasing gas pressure in the interior will at some point be equal to the injection pressure or the fluid pressure in the area of the flow fronts, which also stagnates or stops the further flow of the flow front or flow fronts of the injected heat-conducting compound. The final pressure can therefore be easily adjusted to the injection pressure by appropriately selecting the initial pressure in order to ensure that the heat-conducting compound only fills the free space to the predetermined extent and not beyond that or at least not excessively beyond that. This means that the seal mentioned at the beginning can advantageously be dispensed with entirely. This saves costs and also tends to allow smaller gaps because the counterforce of the seal is eliminated.

Unter einer Batterieeinheit kann dabei eine einzelne Batteriezelle, bevorzugt jedoch ein Batteriemodul mit mehreren Batteriezellen, verstanden werden. Der Träger kann Teil eines Batteriegehäuses, wie eingangs beschrieben, sein. Beispielsweise kann der Träger einen Boden eines Batteriegehäuses darstellen. Dieser Boden kann zudem optional auch als Kühlboden ausgebildet sein. Zu diesem Zweck kann der Kühlboden von einem Kühlmittel durchströmbare Kühlkanäle aufweisen. Eine erste Richtung kann senkrecht zum Träger definiert sein. Die Injektionsrichtung kann zum Beispiel zur ersten Richtung korrespondieren. Die Ausbreitungsrichtung ist dagegen im Wesentlichen parallel zum Träger ausgerichtet und damit im Wesentlichen senkrecht zur ersten Richtung. Die Ausbreitungsrichtung kann zum Beispiel zur später definierten zweiten oder dritten Richtung korrespondieren. Der Freiraum ist so ausgestaltet, dass dieser senkrecht zur ersten Richtung nach zumindest einer Seite hin, vorzugsweise zu mindestens zwei Seiten hin und besonders bevorzugt zu allen Seiten hin, offen ist. Mit anderen Worten besteht zu allen Seiten hin eine fluidische Verbindung zwischen diesem Freiraum und dem mit Gas befüllten Teilbereich des Innenraums. Neben dem mit Gas befüllten Teilbereich des Innenraums umfasst der Innenraum auch noch den Bereich, in welchem die Batterieeinheit angeordnet ist, und den Freiraum selbst, der vor dem Injizieren der Wärmeleitmasse ebenfalls mit dem Gas befüllt ist. Das Gas, mit welchem der Teilbereich, und insbesondere auch der Freiraum vor dem Injizieren, befüllt ist, stellt vorzugsweise Luft dar. Dies ist besonders einfach und kostengünstig. Mit zunehmender Befüllung des Freiraums wird folglich das Gas aus dem Freiraum in den Teilbereich verdrängt, in welchem folglich der Gasdruck zunimmt, ebenso wie im noch nicht mit der Wärmeleitmasse befüllten Teil des Freiraums. Der Freiraum ist weiterhin vorzugsweise so ausgestaltet, dass dieser eine im Wesentlichen konstante Höhe in der ersten Richtung aufweist. Diese ist deutlich kleiner als alle übrigen Abmessungen des Freiraums, das heißt in der Ausbreitungsrichtung bzw. im Allgemeinen in einer zweiten und dritten zur ersten senkrechten Richtung, wobei auch die zweite und dritte Richtung zueinander senkrecht sein können. Die Abmessungen des Freiraums in der zweiten und dritten Richtung korrespondieren dabei im Wesentlichen zu den Abmessungen der Batterieeinheit in diesen korrespondierenden Richtungen. Weiterhin füllt die injizierte Wärmeleitmasse einen Bereich des Freiraums vollständig oder möglichst vollständig von der Injektionsöffnung bis hin zur Fließfront aus, wobei dieser Freiraum bezüglich der ersten Richtung von der Seite der Batterieeinheit und dem Träger andererseits begrenzt wird. Mit anderen Worten füllt die injizierte Wärmeleitmasse den Freiraum in der ersten Richtung vollständig aus, sodass die Seite der Batterieeinheit sowie der Träger andererseits von der Injektionsöffnung bis zur Fließfront vollständig mit der injizierten Wärmeleitmasse benetzt sind.A battery unit can be understood to mean a single battery cell, but preferably a battery module with several battery cells. The carrier can be part of a battery housing, as described above. For example, the carrier can represent a bottom of a battery housing. This floor can also optionally be designed as a cooling floor. For this purpose, the cooling base can have cooling channels through which a coolant can flow. A first direction can be defined perpendicular to the carrier. The injection direction can, for example, correspond to the first direction. The direction of propagation, on the other hand, is aligned essentially parallel to the carrier and therefore essentially perpendicular to the first direction. The direction of propagation can, for example, correspond to the second or third direction defined later. The free space is designed so that it is open perpendicular to the first direction on at least one side, preferably on at least two sides and particularly preferably on all sides. In other words, there is a fluidic connection on all sides between this free space and the partial area of the interior filled with gas. In addition to the partial area of the interior filled with gas, the interior also includes the area in which the battery unit is arranged and the free space itself, which is also filled with the gas before the heat-conducting compound is injected. The gas with which the partial area, and in particular the free space before injection, is filled is preferably air. This is particularly simple and inexpensive. With increasing filling of the free space, the gas is displaced from the free space into the partial area in which the gas pressure increases, as well as in the part of the free space that has not yet been filled with the heat-conducting compound. The free space is further preferably designed so that it has a substantially constant height in the first direction. This is significantly smaller than all other dimensions of the free space, that is in the direction of propagation or generally in a second and third direction perpendicular to the first, whereby the second and third directions can also be perpendicular to one another. The dimensions of the free space in the second and third directions essentially correspond to the dimensions of the battery unit in these corresponding directions. Furthermore, the injected heat-conducting compound fills an area of the free space completely or as completely as possible from the injection opening to the flow front, this free space being limited in relation to the first direction by the side of the battery unit and the carrier on the other hand. In other words, the injected thermally conductive compound completely fills the free space in the first direction, so that the side of the battery unit and the carrier, on the other hand, are completely wetted with the injected thermally conductive compound from the injection opening to the flow front.

Das beschriebene Verfahren kann dabei beispielsweise Teil eines Verfahrens zum Herstellen einer Batterie, insbesondere einer Hochvolt-Batterie für ein Kraftfahrzeug, darstellen. Eine solche Hochvolt-Batterie kann dabei nicht nur ein Batteriemodul als Batterieeinheit, sondern auch mehrere solcher Batteriemodule aufweisen. Zur Ausfüllung der Freiräume zwischen jeweiligen weiteren Batteriemodulen und dem Träger kann ganz analog verfahren werden. Die Batteriemodule können wiederum jeweils mehrere Batteriezellen umfassen, die zum Beispiel als Lithium-Ionen-Zellen ausgebildet sein können. Weiterhin können die Batteriezellen als Pouchzellen, prismatische Batteriezellen oder Rundzellen bereitgestellt sein. Die mehreren Batteriemodule können dabei in einem gemeinsamen Batteriegehäuse angeordnet sein. Zum Zeitpunkt des Einfüllens der Wärmeleitmasse in den Zwischenraum befindet sich die Batterieeinheit, z.B. das Batteriemodul, bevorzugt in einem bereits am Batteriegehäuse befestigten Zustand. Ein Befestigen der Batterieeinheit am Batteriegehäuse kann zum Beispiel mittels Verschrauben realisiert sein. Die einzelnen Aufnahmebereiche zur Aufnahme der jeweiligen Batterieeinheiten im Batteriegehäuse können optional durch Trennwände des Batteriegehäuses voneinander separiert sein. Das Batteriegehäuse kann zum Beispiel eine Batteriewanne umfassen, sowie einen Deckel zum Verschließen der Batteriewanne.The method described can, for example, be part of a method for producing a battery, in particular a high-voltage battery for a motor vehicle. Such a high-voltage battery can have not only one battery module as a battery unit, but also several such battery modules. To fill the free spaces between the respective additional battery modules and the carrier, the procedure can be carried out in a completely analogous manner. The battery modules can in turn each comprise several battery cells, which can be designed as lithium-ion cells, for example. Furthermore, the battery cells can be provided as pouch cells, prismatic battery cells or round cells. The multiple battery modules can be arranged in a common battery housing. At the time of filling the heat-conducting compound into the gap, the battery unit, for example the battery module, is preferably in a state that is already attached to the battery housing. Fastening the battery unit to the battery housing can be achieved, for example, by screwing. The individual recording areas to accommodate the respective battery units in the battery housing can optionally be separated from each other by partitions of the battery housing. The battery housing can, for example, include a battery tray and a lid for closing the battery tray.

Bei der Wärmeleitmasse handelt es sich um den eingangs genannten Gapfiller. Die Wärmeleitmasse kann auch als thermisches Interface-Material bezeichnet werden. Die Wärmeleitmasse weist eine thermische Leitfähigkeit auf, die größer ist als die von Luft. Das Ausfüllen von Zwischenräumen und Luftspalten mit einer solchen Wärmeleitmasse verbessert somit die thermische Anbindung zwischen den betreffenden Bauteilen, vorliegend dem Batteriemodul und der Gehäusewand. Die Wärmeleitmasse befindet sich zum Zeitpunkt des Einfüllens in den Zwischenraum in einem viskosen Zustand, z.B. in einem flüssigen oder zähflüssigen Zustand, und erst nachdem diese in den Zwischenraum eingefüllt wurde, härtet diese aus bzw. wird optional durch aktive Maßnahmen ausgehärtet.The thermally conductive compound is the gap filler mentioned at the beginning. The thermal interface material can also be referred to as a thermal interface material. The thermal conductivity has a thermal conductivity that is greater than that of air. Filling spaces and air gaps with such a thermally conductive compound thus improves the thermal connection between the relevant components, in this case the battery module and the housing wall. At the time it is filled into the gap, the heat-conducting compound is in a viscous state, e.g. in a liquid or viscous state, and only after it has been filled into the gap does it harden or, optionally, is hardened by active measures.

Grundsätzlich kann die Injektionsöffnung in der Gehäusewand, die die Gehäusewand insbesondere vollständig durchdringt, jede beliebige Geometrie aufweisen, ist jedoch bevorzugt nicht länglich ausgestaltet, sondern weist eine im Wesentlichen gleiche Länge und Breite auf. Beispielsweise kann die Injektionsöffnung als quadratisches oder bevorzugt rundes Injektionsloch ausgeführt seinIn principle, the injection opening in the housing wall, which in particular completely penetrates the housing wall, can have any desired geometry, but is preferably not elongated, but has a substantially equal length and width. For example, the injection opening can be designed as a square or preferably round injection hole

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der bestimmte Enddruck so bemessen, dass ein Weiterfließen der Fließfront der viskosen Wärmeleitmasse durch den entgegenwirkenden Enddruck gestoppt wird, insbesondere wobei der Enddruck dem Fluiddruck der Wärmeleitmasse im Bereich der Fließfront entspricht, insbesondere bei noch aktiver Injektionseinrichtung, die die Wärmeleitmasse durch die Injektionsöffnung injiziert. Die Dimensionierung des Enddrucks kann experimentell bestimmt werden. Dies erlaubt es nun vorteilhafterweise, einen Enddruck, oder genauer gesagt den Anfangsdruck, aus dem sich der Enddruck bei vorbestimmt befülltem Freiraum einfach rechnerisch oder ebenfalls experimentell ermitteln lässt, eingestellt werden, sodass die Wärmeleitmasse, genauer gesagt die Fließfront der viskosen Wärmeleitmasse, genau dann durch den entgegenwirkenden Enddruck gestoppt wird, wenn der Freiraum wie gewünscht befüllt ist. In diesem Zustand befinden sich also der Gasdruck und der Injektionsdruck oder genauer gesagt der Fluiddruck der Wärmeleitmasse im Bereich der Fließfront im Gleichgewicht. Der Fluiddruck der Wärmeleitmasse im Bereich der Fließfront muss dabei nicht dem Druck entsprechen, mit welchem eine Injektionseinrichtung die Wärmeleitmasse durch die Injektionsöffnung injiziert, der typischerweise größer ist als der Fluiddruck der Wärmeleitmasse im Bereich der Fließfront, da es auf dem Weg von der Injektionsöffnung zur Fließfront zu einem reibungsbedingten Druckabfall des Fluiddrucks kommt. Der Einfülldruck, mit welchem die Wärmeleitmasse durch die Injektionseinrichtung durch die Injektionsöffnung hindurch eingefüllt wird, kann zum Beispiel mehrere bar, zum Beispiel bis zu vier bar, betragen. Entsprechend ist der Fluiddruck der Wärmeleitmasse im Bereich der Fließfront typischerweise kleiner als vier bar und kann zudem auch nur geringfügig über dem Umgebungsdruck, der typischerweise bei zirka einem bar liegt, liegen.In a further advantageous embodiment of the invention, the specific final pressure is dimensioned such that further flow of the flow front of the viscous heat-conducting compound is stopped by the counteracting final pressure, in particular where the final pressure corresponds to the fluid pressure of the heat-conducting compound in the area of the flow front, in particular when the injection device is still active the heat-conducting compound is injected through the injection opening. The dimensioning of the final pressure can be determined experimentally. This now advantageously allows a final pressure, or more precisely the initial pressure, from which the final pressure with a predeterminedly filled free space can be easily determined mathematically or experimentally to be set, so that the heat-conducting compound, more precisely the flow front of the viscous heat-conducting compound, passes through exactly then the counteracting final pressure is stopped when the free space is filled as desired. In this state, the gas pressure and the injection pressure, or more precisely the fluid pressure of the heat-conducting compound, are in equilibrium in the area of the flow front. The fluid pressure of the heat-conducting compound in the area of the flow front does not have to correspond to the pressure with which an injection device injects the heat-conducting compound through the injection opening, which is typically greater than the fluid pressure of the heat-conducting compound in the area of the flow front, since it is on the way from the injection opening to the flow front a friction-related pressure drop in the fluid pressure occurs. The filling pressure with which the heat-conducting compound is filled by the injection device through the injection opening can be, for example, several bar, for example up to four bar. Accordingly, the fluid pressure of the heat-conducting compound in the area of the flow front is typically less than four bar and can also only be slightly above the ambient pressure, which is typically around one bar.

Bei einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Batterieeinheit und der Träger Teil einer Batterieanordnung, auf die zum Abdichten des Innenraums eine Druckabdeckung, insbesondere eine Druckglocke, aufgesetzt wird. Diese Druckabdeckung kann zum Beispiel haubenförmig oder gewölbt ausgebildet sein und sich über die Batterieeinheit stülpen, und insbesondere dabei direkt auf dem Träger aufsitzen oder sie kann auch als eine Art Deckel, z.B. ebenfalls gewölbt oder auch flach, ausgebildet sein, der auf Seitenwänden aufgesetzt wird, die auf dem Träger stehen und die mit dem Träger einen Aufnahmebereich für die Batterieeinheit bilden beziehungsweise einschließen. Die geometrische Ausbildung dieser Druckabdeckung kann folglich im Allgemeinen beliebig sein und an die jeweilige Situation beziehungsweise Ausgestaltung der Batterieanordnung angepasst sein. Jedenfalls schließt die Druckabdeckung im aufgesetzten Zustand mit der Batterieanordnung den Innenraum ein, in welchem dann letztendlich die Batterieeinheit und der spaltförmige Freiraum angeordnet sind. Die Druckabdeckung kann also als Druckglocke ausgebildet sein, so wie dies vorliegend bevorzugt ist, oder aber auch eben ausgebildet sein. Durch das Vorsehen einer solchen Druckabdeckung lässt sich der Innenraum besonders einfach und effizient abdichten, insbesondere temporär, nämlich bis die Wärmeleitmasse bestimmungsgemäß in den spaltförmigen Freiraum gefüllt ist. Anschließend kann die Druckabdeckung einfach wieder entfernt werden und ebenso die Injektionseinrichtung abgeschaltet werden, sodass die injizierte Wärmeleitmasse in ihrer Position verharrt und den Freiraum wie gewünscht ausfüllt, ohne die Notwendigkeit, eine separate Dichtung vorzusehen, die diesen Freiraum einschließt.In a further very advantageous embodiment of the invention, the battery unit and the carrier are part of a battery arrangement, onto which a pressure cover, in particular a pressure bell, is placed to seal the interior. This pressure cover can, for example, be hood-shaped or curved and slip over the battery unit, and in particular sit directly on the carrier, or it can also be designed as a kind of cover, for example also curved or flat, which is placed on side walls, which stand on the carrier and which, together with the carrier, form or enclose a receiving area for the battery unit. The geometric design of this pressure cover can therefore generally be arbitrary and adapted to the respective situation or design of the battery arrangement. In any case, when the pressure cover is in place with the battery arrangement, it encloses the interior space in which the battery unit and the gap-shaped free space are ultimately arranged. The pressure cover can therefore be designed as a pressure bell, as is preferred here, or it can also be designed flat. By providing such a pressure cover, the interior can be sealed particularly easily and efficiently, especially temporarily, namely until the heat-conducting compound is filled into the gap-shaped free space as intended. The pressure cover can then simply be removed again and the injection device can also be switched off so that the injected thermal mass remains in its position and fills the free space as desired, without the need to provide a separate seal that encloses this free space.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Druckabdeckung derart aufgesetzt, dass ein geschlossener Dichtrand der Druckabdeckung die Batterieanordnung kontaktiert. Ein solcher Dichtrand kann durch eine herkömmliche Dichtung bereitgestellt sein und zum Beispiel elastisch ausgebildet sein. Dadurch kann sich der Dichtrand kleinen Unebenheiten gut anschmiegen und den Innenraum damit gut abdecken. Der vom Dichtrand verschiedene Teil der Druckabdeckung kann dagegen unelastisch und starr ausgebildet sein, um der beim Injektionsvorgang entstehenden Druckerhöhung im Innenraum standzuhalten. Weiterhin kann die Druckabdeckung optional auch einen Druckzugang aufweisen, über welchen der Druck im Innenraum vor der Injektion der Wärmeleitmasse auf einen gewünschten Wert, nämlich den Anfangsdruck, eingestellt wird. Um den Anfangsdruck auf einen gewünschten Wert einzustellen, kann über den Druckzugang einfach dem Innenraum Luft zugeführt oder aus dem Innenraum abgeführt werden. Auch kann die Druckabdeckung einen Drucksensor aufweisen, mittels welchem sich der aktuelle Innenraumdruck messen lässt. Ein solcher Druckzugang muss nicht notwendigerweise in der Druckabdeckung vorgesehen sein, sondern könnte auch in einem Bauteil der Batterieanordnung vorgesehen sein, zum Beispiel durch ein Loch in einer Seitenwand oder im Träger. Allerdings ist das Vorsehen eines solchen Druckzugangs in der Druckabdeckung sehr vorteilhaft, da hierdurch keine Modifikationen an der Batterieanordnung selbst notwendig sind.According to a further advantageous embodiment of the invention, the pressure cover is placed in such a way that a closed sealing edge of the pressure cover contacts the battery arrangement. Such a sealing edge can be provided by a conventional seal and can be designed to be elastic, for example. This allows the sealing edge to conform well to small unevenness Cover the interior well with it. The part of the pressure cover that is different from the sealing edge, on the other hand, can be designed to be inelastic and rigid in order to withstand the increase in pressure in the interior that occurs during the injection process. Furthermore, the pressure cover can optionally also have a pressure access, via which the pressure in the interior is set to a desired value, namely the initial pressure, before the heat-conducting compound is injected. In order to set the initial pressure to a desired value, air can simply be supplied to the interior or removed from the interior via the pressure access. The pressure cover can also have a pressure sensor, which can be used to measure the current interior pressure. Such pressure access does not necessarily have to be provided in the pressure cover, but could also be provided in a component of the battery assembly, for example through a hole in a side wall or in the carrier. However, the provision of such a pressure access in the pressure cover is very advantageous, as this means that no modifications to the battery assembly itself are necessary.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird, wenn der Freiraum vorbestimmt mit der Wärmeleitmasse ausgefüllt ist, die Injektionseinrichtung, die die Wärmeleitmasse mit einem Injektionsdruck injiziert, abgeschaltet. Die Injektionsöffnung im Träger kann dabei durch die Injektionseinrichtung selbst verschlossen bleiben, bis die Druckabdeckung wieder entfernt wurde, um ein Zurückströmen der Wärmeleitmasse zu verhindern. Wenn bei aktiver Injektionseinrichtung der Fluiddruck der Wärmeleitmasse, die bereits in den Freiraum injiziert wurde, und der umgebende Gasdruck im Gleichgewicht sind, breitet sich die Fließfront der Wärmeleitmasse nicht weiter aus. Entsprechend kommt es dann auch nicht mehr zu einer weiteren Druckerhöhung im Innenraum. Dies kann mittels des oben erwähnten Drucksensors detektiert werden, wodurch auch ein geeignetes Abschaltkriterium zum Abschalten der Injektionseinrichtung gegeben sein kann. Optional kann auch eine optische Detektionseinrichtung vorgesehen sein, die detektieren kann, wenn der spaltförmige Freiraum bestimmungsgemäß gefüllt ist. Ist dies der Fall, so kann die Injektionseinrichtung über ein Signal von dieser optischen Detektionseinrichtung abgeschaltet werden. Ein Überbefüllen des Freiraums und ein Auslaufen der Wärmeleitmasse aus diesem Freiraum kann vorteilhafterweise durch den im Innenraum herrschenden Gegendruck verhindert werden. Damit muss vorteilhafterweise auch kein „Nachfließen“ der Wärmeleitmasse nach Abschalten der Injektionseinrichtung berücksichtigt werden, da auch ein solches Nachfließen durch den Gegendruck im Innenraum verhindert werden kann. Die Injektionseinrichtung kann dann von der Injektionsöffnung entfernt werden und diese kann durch einen geeigneten Verschluss verschlossen werden oder selbst verschließend ausgebildet sein.According to a further advantageous embodiment of the invention, when the free space is predeterminedly filled with the heat-conducting compound, the injection device, which injects the heat-conducting compound with an injection pressure, is switched off. The injection opening in the carrier can remain closed by the injection device itself until the pressure cover has been removed again in order to prevent the heat-conducting material from flowing back. If, when the injection device is active, the fluid pressure of the heat-conducting compound, which has already been injected into the free space, and the surrounding gas pressure are in equilibrium, the flow front of the heat-conducting compound does not spread any further. Accordingly, there will no longer be any further increase in pressure in the interior. This can be detected using the pressure sensor mentioned above, which can also provide a suitable switch-off criterion for switching off the injection device. Optionally, an optical detection device can also be provided, which can detect when the gap-shaped free space is filled as intended. If this is the case, the injection device can be switched off via a signal from this optical detection device. Overfilling of the free space and leakage of the heat-conducting compound from this free space can advantageously be prevented by the counterpressure prevailing in the interior. This advantageously means that no “continuous flow” of the heat-conducting compound has to be taken into account after the injection device has been switched off, since such subsequent flow can also be prevented by the counterpressure in the interior. The injection device can then be removed from the injection opening and this can be closed by a suitable closure or can be designed to close itself.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Druckabdeckung nach Abschalten der Injektionseinrichtung wieder von der Batterieanordnung entfernt. Wenn die Injektionseinrichtung bereits abgeschaltet ist, ist auch kein zusätzlicher Injektionsdruck mehr vorhanden, sodass die Druckabdeckung vorteilhafterweise wieder entfernt werden kann, ohne ein Herausströmen der Wärmeleitmasse aus dem Freiraum zu befürchten. Die Wärmeleitmasse ist insbesondere ausreichend zähflüssig, um ein solches Herausfließen auch nach Entfernen der Druckabdeckung zu verhindern. Dies hat den Vorteil, dass die Wärmeleitmasse nicht erst ausgehärtet werden muss, bevor die Druckabdeckung entfernt werden kann, was jedoch theoretisch auch möglich wäre. Das sofortige Entfernen der Druckabdeckung nach Abschalten der Injektionseinrichtung hat jedoch den Vorteil, dass der Prozess der Befüllung der spaltförmigen Freiräume deutlich schneller ausgeführt werden kann. Die Druckabdeckung kann dann automatisch zum nächsten Aufnahmebereich der Batterieanordnung gefahren werden, in dem sich eine weitere Batterieeinheit mit einem entsprechenden zu befüllenden spaltförmigen Freiraum befindet, und der Vorgang kann für den nächsten Aufnahmebereich wie beschrieben wiederholt werden.According to a further advantageous embodiment of the invention, the pressure cover is removed again from the battery arrangement after the injection device has been switched off. If the injection device is already switched off, there is no longer any additional injection pressure, so that the pressure cover can advantageously be removed again without fear of the heat-conducting compound flowing out of the free space. In particular, the heat-conducting compound is sufficiently viscous to prevent such flow out even after the pressure cover has been removed. This has the advantage that the heat-conducting compound does not have to be hardened before the pressure cover can be removed, although this would also be theoretically possible. However, removing the pressure cover immediately after switching off the injection device has the advantage that the process of filling the gap-shaped free spaces can be carried out significantly faster. The pressure cover can then be automatically moved to the next receiving area of the battery arrangement, in which there is another battery unit with a corresponding gap-shaped free space to be filled, and the process can be repeated for the next receiving area as described.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Batterieanordnung ein Batteriegehäuse auf, das einen Aufnahmebereich aufweist, in dem die Batterieeinheit aufgenommen ist, wobei der Aufnahmebereich bezüglich der ersten Richtung vom Träger begrenzt wird und in der zweiten und dritten Richtung von den Seitenwänden des Batteriegehäuses, wobei die Druckabdeckung auf die Seitenwände aufgesetzt wird. Der Innenraum wird folglich einerseits durch die Druckabdeckung, andererseits durch einen Teil des Trägers, und wiederum andererseits durch die Seitenwände des Batteriegehäuses begrenzt. Dies ermöglicht eine deutlich einfachere und kompaktere Ausgestaltung der Druckglocke. Diese kann quasi als Deckel und lediglich leicht nach außen gewölbt ausgebildet sein, um den Innenraum temporär gasdicht abzuschließen. Der Aufnahmebereich kann zum Beispiel im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet sein. Entsprechend kann der Dichtrand der Druckabdeckung im Wesentlichen rechteckig ausgebildet sein. Die Seitenwände können zudem auch gegenüber dem Träger abgedichtet ausgeführt sein, um ein Entweichen von Gas, insbesondere Luft, aus dem Innenraum während der Injektion zu verhindern. Die Batterieanordnung kann im Übrigen mehrere solcher Aufnahmebereiche aufweisen, in denen jeweilige Batterieeinheiten, zum Beispiel Batteriemodule, aufgenommen sind. Die jeweiligen spaltförmigen Freiräume können dann wie zuvor beschrieben für jeden Aufnahmebereich befüllt werden. Denkbar ist auch die Verwendung einer Druckabdeckung, die gleichzeitig alle Aufnahmebereiche abdichtend abdecken kann, wobei dann die jeweiligen spaltförmigen Freiräume auch gleichzeitig oder zeitlich überschneidend mit Wärmeleitmasse wie beschrieben durch Injektion durch jeweilige Injektionsöffnungen befüllt werden können. Aber auch ein zeitlich aufeinanderfolgendes Befüllen der Freiräume der jeweiligen Aufnahmebereiche ist denkbar. In diesem Fall kann die Druckabdeckung so ausgebildet sein, dass sie zu einem gegebenen Zeitpunkt lediglich einen solchen Aufnahmebereich durch Aufsetzen abdichtet. Nachdem der betreffende Freiraum wie gewünscht befüllt wurde, kann die Druckabdeckung entfernt werden und auf den nächsten Aufnahmebereich aufgesetzt werden, zum Beispiel gemäß einer vorbestimmten Reihenfolge. Auch die Injektionseinrichtung kann zur nächsten mindestens einen Injektionsöffnung für den nächsten Aufnahmebereich fahren und den spaltförmigen Freiraum wie beschrieben befüllen. In beiden Fällen ist somit ein sehr schnelles und effizientes Befüllen aller spaltförmigen Freiräume der Batterieanordnung möglich.In a further advantageous embodiment of the invention, the battery arrangement has a battery housing which has a receiving area in which the battery unit is accommodated, the receiving area being delimited in the first direction by the carrier and in the second and third directions by the side walls of the battery housing, whereby the pressure cover is placed on the side walls. The interior is therefore limited on the one hand by the pressure cover, on the other hand by part of the carrier, and on the other hand by the side walls of the battery housing. This enables a significantly simpler and more compact design of the pressure bell. This can be designed as a lid and only slightly curved outwards in order to temporarily seal the interior in a gas-tight manner. The receiving area can, for example, be essentially cuboid-shaped. Accordingly, the sealing edge of the pressure cover can be essentially rectangular. The side walls can also be designed to be sealed from the carrier in order to prevent gas, in particular air, from escaping from the interior during the injection. The battery arrangement can also have several such receiving areas in which respective battery units, for example battery modules, are located are taken. The respective gap-shaped free spaces can then be filled for each receiving area as described above. It is also conceivable to use a pressure cover, which can simultaneously cover all receiving areas in a sealing manner, in which case the respective gap-shaped free spaces can then also be filled with heat-conducting compound at the same time or overlapping in time, as described, by injection through respective injection openings. But sequentially filling the free spaces of the respective recording areas is also conceivable. In this case, the pressure cover can be designed in such a way that it only seals such a receiving area by placing it on it at a given time. After the relevant free space has been filled as desired, the pressure cover can be removed and placed on the next receiving area, for example according to a predetermined sequence. The injection device can also move to the next at least one injection opening for the next receiving area and fill the gap-shaped free space as described. In both cases, all gap-shaped free spaces in the battery arrangement can be filled very quickly and efficiently.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Injektionsöffnung im Träger angeordnet. Theoretisch wäre es auch denkbar, die Wärmeleitmasse im Randbereich der Batterieeinheit von oben zu injizieren. Die Injektion von unten, das heißt durch eine Injektionsöffnung im Träger, hat jedoch den Vorteil, dass sich so zum einen der Innenraum einfacher durch die Druckabdeckung abdichten lässt und vor allem, dass die Injektion der Wärmeleitmasse auch mittig unter der Batterieeinheit erfolgen kann. Dies hat wiederum den großen Vorteil, dass die Fließweglänge des Gapfillers beziehungsweise der Wärmeleitmasse zur vollständigen Benetzung der Kavität, das heißt des spaltförmigen Freiraums, nur halb so groß und in alle Richtungen nahezu gleich lang ist. Dies hat wiederum Vorteile in der Taktzeit und in der niedrigen Druckbeaufschlagung während der Injektion. Dies ist wiederum schonender für die beteiligten Bauteile, nämlich den Träger und die Batterieeinheit. Entsprechend befindet sich die mindestens eine Injektionsöffnung bezüglich der ersten Richtung unterhalb der Batterieeinheit und bezüglich der zweiten oder dritten Richtung mittig in Bezug auf die Batterieeinheit.In a further advantageous embodiment, the injection opening is arranged in the carrier. Theoretically, it would also be conceivable to inject the thermal mass in the edge area of the battery unit from above. However, injection from below, i.e. through an injection opening in the carrier, has the advantage that, on the one hand, the interior can be more easily sealed by the pressure cover and, above all, that the injection of the heat-conducting compound can also take place in the middle under the battery unit. This in turn has the great advantage that the flow path length of the gap filler or the heat-conducting compound for complete wetting of the cavity, i.e. the gap-shaped free space, is only half as long and is almost the same length in all directions. This in turn has advantages in terms of cycle time and low pressure during injection. This in turn is gentler on the components involved, namely the carrier and the battery unit. Correspondingly, the at least one injection opening is located below the battery unit with respect to the first direction and centrally with respect to the battery unit with respect to the second or third direction.

Dies ermöglicht ein besonders gleichmäßiges Befüllen des Freiraums auch ohne zusätzliche Dichtung. Befindet sich zum Beispiel die Injektionsöffnung mittig in Bezug auf die zweite Richtung, so breitet sich entsprechend die Fließfront beim Injizieren in und entgegen die zweite Richtung nahezu gleich aus. Bei Erreichen des Gleichgewichtsdrucks, bei welchem also das Ausbreiten der Fließfront stoppt, weist die linke und rechte Fließfront bezogen auf diese zweite Richtung im Wesentlichen den gleichen Abstand zur Injektionsöffnung auf. Damit ist auch der Freiraum in und entgegen die zweite Richtung gleichmäßig ausgefüllt. Ein Herausfließen der Wärmeleitmasse auf einer Seite, während die andere Seite noch nicht vollständig befüllt ist, kann somit vorteilhafterweise verhindert werden.This enables the free space to be filled particularly evenly, even without an additional seal. For example, if the injection opening is located in the middle with respect to the second direction, the flow front accordingly spreads almost equally when injecting into and against the second direction. When the equilibrium pressure is reached, at which the spreading of the flow front stops, the left and right flow fronts are essentially the same distance from the injection opening in relation to this second direction. This means that the free space in and against the second direction is also filled evenly. Flowing out of the heat-conducting compound on one side while the other side is not yet completely filled can thus advantageously be prevented.

Da die Batterieeinheit in der Regel quaderförmig ausgebildet ist und somit die Seite der Batterieeinheit eine rechteckige Seite ist, ist es vorteilhaft, die Wärmeleitmasse nicht nur durch eine einzelne Injektionsöffnung zu injizieren, sondern durch mehrere gleichzeitig, um damit einen Freiraum mit rechteckförmiger Grundfläche befüllen zu können. Daher stellt es eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn die Wärmeleitmasse gleichzeitig oder zumindest zeitlich überschneidend durch mehrere in den Freiraum mündende Injektionsöffnungen injiziert wird, insbesondere wobei die Injektionsöffnungen entlang einer geraden Linie angeordnet sind. Entsprechend können als Teil der Injektionseinrichtung auch mehrere Injektionsköpfe mit jeweiligen Austrittsöffnungen vorgesehen sein, die die zugeordnete Injektionsöffnung anfahren können, um durch diese die Wärmeleitmasse zu injizieren. Sind die Injektionsöffnungen zum Beispiel mittig bezüglich der zweiten Richtung angeordnet, so verläuft diese gerade Linie vorzugsweise in der dritten Richtung, oder umgekehrt. Die in und entgegen der dritten Richtung sich ausbreitenden Fließfronten stoppen sich gegenseitig und es entsteht folglich eine rechte und linke Fließfront, die sich in und entgegen der zweiten Richtung ausbreitet. Diese stoppt erst bei Erreichen des Gleichgewichtsdrucks. Damit lässt sich vorteilhafterweise auch ein Freiraum mit rechteckiger Grundfläche definiert ausfüllen.Since the battery unit is usually cuboid and the side of the battery unit is therefore a rectangular side, it is advantageous to inject the heat-conducting compound not just through a single injection opening, but through several at the same time, in order to be able to fill a free space with a rectangular base area . Therefore, it represents a further very advantageous embodiment of the invention if the heat-conducting compound is injected simultaneously or at least overlapping in time through several injection openings opening into the free space, in particular where the injection openings are arranged along a straight line. Accordingly, several injection heads with respective outlet openings can be provided as part of the injection device, which can approach the assigned injection opening in order to inject the heat-conducting compound through it. If, for example, the injection openings are arranged centrally with respect to the second direction, this straight line preferably runs in the third direction, or vice versa. The flow fronts spreading in and against the third direction stop each other and a right and left flow front is created that spreads in and against the second direction. This only stops when the equilibrium pressure is reached. This advantageously allows a free space with a rectangular base area to be filled in a defined manner.

Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine Injektionsanordnung zum Injizieren einer Wärmeleitmasse in einen spaltförmigen Freiraum zwischen einer Seite einer Batterieeinheit und einem Träger der Batterieeinheit durch eine in den Freiraum mündende Injektionsöffnung, wobei die Injektionsanordnung eine Injektionseinrichtung aufweist, die dazu ausgelegt ist, die Wärmeleitmasse derart in den Freiraum zu injizieren, dass sich eine Fließfront der injizierten Wärmeleitmasse ausgehend von der Injektionsöffnung in zumindest eine Ausbreitungsrichtung während des Injizierens zunehmend ausbreitet. Dabei ist die Injektionsanordnung dazu ausgelegt, vor dem Injizieren der Wärmeleitmasse einen Innenraum, in welchem sich die Batterieeinheit und der Freiraum befinden und welcher einen Gas befüllten Teilbereich aufweist, der fluidisch mit dem Freiraum verbunden ist, gegenüber einer Umgebung temporär abzudichten, und im Innenraum einen bestimmten Anfangsdruck bereitzustellen, der sich während der Injektion durch die in den Freiraum einfließende Wärmeleitmasse auf einen bestimmten Enddruck erhöht, der größer ist als ein Umgebungsdruck der Umgebung.Furthermore, the invention also relates to an injection arrangement for injecting a thermally conductive compound into a gap-shaped free space between one side of a battery unit and a carrier of the battery unit through an injection opening opening into the free space, the injection arrangement having an injection device which is designed to insert the thermally conductive compound in this way to inject the free space so that a flow front of the injected thermally conductive compound increasingly spreads starting from the injection opening in at least one direction of propagation during the injection. The injection arrangement is designed to temporarily seal an interior, in which the battery unit and the free space are located and which has a gas-filled partial area that is fluidly connected to the free space, from an environment before injecting the heat-conducting compound, and in the interior to provide a certain initial pressure, which is created during the injection by the in the free space Incoming thermal mass is increased to a certain final pressure, which is greater than an ambient pressure of the environment.

Die für das erfindungsgemäße Verfahren und seine Ausgestaltungen beschriebenen Vorteile gelten in gleicher Weise für die erfindungsgemäße Injektionsanordnung. Auch die oben beschriebene Druckabdeckung kann Teil der Injektionsanordnung sein.The advantages described for the method according to the invention and its embodiments apply equally to the injection arrangement according to the invention. The pressure cover described above can also be part of the injection arrangement.

Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Injektionsanordnung, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Injektionsanordnung hier nicht noch einmal beschrieben.The invention also includes developments of the injection arrangement according to the invention, which have features as have already been described in connection with the developments of the method according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the injection arrangement according to the invention are not described again here.

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.The invention also includes the combinations of the features of the described embodiments. The invention therefore also includes implementations that each have a combination of the features of several of the described embodiments, provided that the embodiments have not been described as mutually exclusive.

Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer Injektionsanordnung mit einer Batterieanordnung vor dem Einfüllen der Wärmeleitmasse gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
2 eine schematische Darstellung der Injektionsanordnung und der Batterieanordnung aus 1 während des Einfüllens der Wärmeleitmasse.

Examples of embodiments of the invention are described below. This shows:

1 a schematic representation of an injection arrangement with a battery arrangement before filling the heat-conducting compound according to an exemplary embodiment of the invention; and
2 a schematic representation of the injection arrangement and the battery arrangement 1 while filling the heat-conducting compound.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another and which also further develop the invention independently of one another. Therefore, the disclosure is intended to include combinations of the features of the embodiments other than those shown. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention that have already been described.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.In the figures, the same reference numerals designate functionally identical elements.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Injektionsanordnung 10 mit einer Batterieanordnung 12 vor dem Einfüllen einer Wärmeleitmasse gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Batterieanordnung 12 weist dabei eine Batterieeinheit 14 in Form eines Batteriemoduls und einen Träger 16 auf. Das Batteriemodul 14 kann wiederum mehrere Batteriezellen 18 umfassen, von denen hier exemplarisch sieben dargestellt sind. Weiterhin weist das Batteriemodul 14 eine Seite 14a auf, die eine Unterseite des Batteriemoduls 14 in diesem Beispiel definiert und entsprechend einer Oberseite 14b gegenüberliegt. Die Unterseite 14a ist dabei dem Träger 16 der Batterieanordnung 12 zugewandt. Der Träger 16 ist weiterhin Teil eines Batteriegehäuses 20. Dieses kann neben dem Träger 16 zudem auch noch Seitenwände 22 umfassen, die im Wesentlichen senkrecht auf dem Träger 16 stehen. Der Träger 16 und die Seitenwände 22 begrenzen dabei einen Aufnahmebereich 24, in welchem das Batteriemodul 14 angeordnet ist. Zwei weitere und vorliegend nicht dargestellte Seitenwände 22 begrenzen diesen Aufnahmebereich 24 zudem in und entgegen y-Richtung. Die Batterieanordnung 12 kann dabei nicht nur einen solchen Aufnahmebereich 24 aufweisen, sondern mehrere Aufnahmebereiche 24, die durch jeweilige Seitenwände 22 voneinander separiert sind und die entgegen der dargestellten z-Richtung alle durch einen gemeinsamen Träger 16 begrenzt sind. Der Träger 16 kann im Übrigen als Kühlboden ausgebildet sein. Das heißt, er kann zum Beispiel mit von einem Kühlmittel durchströmbaren Kühlkanälen ausgestaltet sein. Der Träger 16 ist also Teil einer Kühleinrichtung zum Kühlen oder im Allgemeinen zum Temperieren der Batteriemodule 14. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenn der Träger 16 thermisch möglichst gut an das Batteriemodul 14 angebunden ist. Zwischen der Unterseite 14a des Batteriemoduls 14 und dem Träger 16 ist ein spaltförmiger Zwischenraum 26 angeordnet. Dieser ist im vorliegenden Beispiel zur besseren Veranschaulichung relativ groß in z-Richtung dargestellt, weist in z-Richtung typischerweise jedoch eine Höhe im Bereich von wenigen Millimetern, zum Beispiel nur ein bis zwei Millimeter oder ähnliches, auf. Vor dem Befüllen des Spalts 26 mit der Wärmeleitmasse 28 (vergleiche 2), wird das Batteriemodul 14 in Bezug auf den Träger 16 fixiert, zum Beispiel verschraubt. Weiterhin wird die Wärmeleitmasse 28 (vergleiche 2) vorliegend durch ein Injektionsverfahren injiziert. Zu diesem Zweck ist im Träger 16 mindestens eine Injektionsöffnung 30 angeordnet, durch welche mittels einer Injektionseinrichtung 32 die Wärmeleitmasse 28 in den Spalt 26 injizierbar ist. Die Injektionseinrichtung 32 ist dabei Teil der Injektionsanordnung 10. Die Injektion von unten, das heißt durch den Träger 16, hat dabei den großen Vorteil, dass die Injektion mittig unter dem Batteriemodul 14 stattfinden kann, wodurch die Fließwege der Wärmeleitmasse nur halb so groß sind und dies Vorteile in der Taktzeit und in der niedrigen Druckbeaufschlagung mit sich bringt. 1 shows a schematic representation of an injection arrangement 10 with a battery arrangement 12 before filling with a thermally conductive compound according to an exemplary embodiment of the invention. The battery arrangement 12 has a battery unit 14 in the form of a battery module and a carrier 16. The battery module 14 can in turn comprise several battery cells 18, seven of which are shown here as an example. Furthermore, the battery module 14 has a side 14a, which defines a bottom side of the battery module 14 in this example and correspondingly lies opposite a top side 14b. The underside 14a faces the carrier 16 of the battery arrangement 12. The carrier 16 is also part of a battery housing 20. In addition to the carrier 16, this can also include side walls 22, which are essentially vertical on the carrier 16. The carrier 16 and the side walls 22 delimit a receiving area 24 in which the battery module 14 is arranged. Two further side walls 22, not shown here, also delimit this receiving area 24 in and against the y direction. The battery arrangement 12 can have not only one such receiving area 24, but also several receiving areas 24, which are separated from one another by respective side walls 22 and which are all delimited by a common carrier 16 in the opposite direction to the z direction shown. The carrier 16 can also be designed as a cooling base. This means that it can, for example, be designed with cooling channels through which a coolant can flow. The carrier 16 is therefore part of a cooling device for cooling or generally for temperature control of the battery modules 14. For this purpose, it is advantageous if the carrier 16 is thermally connected to the battery module 14 as well as possible. A gap-shaped space 26 is arranged between the underside 14a of the battery module 14 and the carrier 16. In the present example, this is shown relatively large in the z-direction for better illustration, but typically has a height in the z-direction in the range of a few millimeters, for example only one to two millimeters or similar. Before filling the gap 26 with the thermally conductive compound 28 (compare 2 ), the battery module 14 is fixed, for example screwed, with respect to the carrier 16. Furthermore, the heat-conducting compound 28 (compare 2 ) in the present case injected by an injection method. For this purpose, at least one injection opening 30 is arranged in the carrier 16, through which the heat-conducting compound 28 can be injected into the gap 26 by means of an injection device 32. The injection device 32 is part of the injection arrangement 10. The injection from below, that is, through the carrier 16, has the great advantage that the injection can take place centrally under the battery module 14, whereby the flow paths of the heat-conducting compound only are half as large and this brings advantages in terms of cycle time and low pressurization.

Da es sich bei der Wärmeleitmasse 28 jedoch um eine viskose Masse handelt, zumindest zum Zeitpunkt der Injektion, so ist es vorteilhaft, sicherstellen zu können, dass diese nicht aus dem zu befüllenden Freiraum 26, zum Beispiel in und entgegen x-Richtung sowie auch in und entgegen y-Richtung, herausläuft. Dies würde nämlich sonst das Gewicht der Gesamtanordnung unnötig erhöhen und auch zusätzlich Kosten verursachen. Üblicherweise wird daher ein solcher Zwischenraum mittels einer Dichtung zwischen Träger und Modul abgedichtet. Eine solche Dichtung hat jedoch ebenfalls Nachteile, denn die zusätzliche Dichtung kostet Geld und außerdem ist es schwierig, mittels einer solchen Dichtung die vorhandenen Toleranzen abzufangen und dabei möglichst keine Gegenkraft auf den Kühlboden aufzubringen, weil sich sonst dadurch der Spalt künstlich in seiner Höhe vergrößern würde. Die Erfindung beziehungsweise ihre Ausgestaltungen ermöglicht es nun vorteilhafterweise, ohne eine solche zusätzliche, permanent verbaute Dichtung auszukommen. However, since the heat-conducting mass 28 is a viscous mass, at least at the time of injection, it is advantageous to be able to ensure that it does not escape from the free space 26 to be filled, for example in and against the x direction as well as in and runs out in the opposite y direction. This would otherwise unnecessarily increase the weight of the overall arrangement and also cause additional costs. Such a gap is usually sealed by means of a seal between the carrier and the module. However, such a seal also has disadvantages, because the additional seal costs money and it is also difficult to use such a seal to accommodate the existing tolerances and, if possible, not to apply any counterforce to the cooling base, because otherwise the gap would artificially increase in height . The invention or its refinements now advantageously make it possible to do without such an additional, permanently installed seal.

Zu diesem Zweck weist nun die Injektionsanordnung 10 vorteilhafterweise eine Druckabdeckung 34 auf. Die Druckabdeckung 34 ist im vorliegenden Beispiel als eine Druckglocke 34 ausgebildet. Diese Druckglocke 34 wird dabei auf die Batterieanordnung 12 vor der Injektion der Wärmeleitmasse 28 so aufgesetzt, dass sie zusammen mit der Batterieanordnung 12 einen Innenraum 36, in welchem sich das Batteriemodul 14 und der spaltförmige Freiraum 26 befinden, einschließt. Ist die Druckglocke 34 aufgesetzt, so ist dieser Innenraum 36 luftdicht abgeschlossen. Es ist vorteilhaft, wenn die Druckglocke 34 in einem geschlossenen Randbereich 38 eine Dichtung 40 aufweist, wobei der Randbereich 38 im aufgesetzten Zustand der Glocke 34 die Batterieanordnung 12 kontaktiert. In diesem Beispiel sitzt die Glocke 34 auf den Stirnseiten 22a der Seitenwände 22 auf. Diese Glocke 34 ist an der Unterseite, das heißt in ihrem Randbereich 38, wie beschrieben, mit einer Dichtlippe 40 versehen und dichtet somit gegen die Gefachestruktur des Batterierahmens beziehungsweise des Batteriegehäuses 20, die vorliegend zum Teil durch die Seitenwände 22 bereitgestellt ist, ab. Mit anderen Worten ist somit die komplette Batteriewanne beziehungsweise das zu füllende Segment mit einer Glocke 34 überbaut, welche dicht auf den Rahmen 32 der Gefachestruktur des Batteriegehäuses 20 aufliegt. So kann in vorteilhafter Weise unterhalb der Glocke 34, das heißt im Innenraum 36, ein Druck aufgebracht werden, welcher dem einströmenden Gapfiller entgegenwirkt. Anlagenseitig wird also zunächst eine Glocke 34 über das zu füllende Segment der Batteriewanne gestülpt. Weiterhin kann vor der Injektion der Wärmeleitmasse 28 zunächst ein definierter Anfangsdruck pA im Innenraum 36 eingestellt werden.For this purpose, the injection arrangement 10 advantageously has a pressure cover 34. The pressure cover 34 is designed as a pressure bell 34 in the present example. This pressure bell 34 is placed on the battery arrangement 12 before the thermal conductive compound 28 is injected so that, together with the battery arrangement 12, it encloses an interior 36 in which the battery module 14 and the gap-shaped free space 26 are located. If the pressure bell 34 is attached, this interior space 36 is sealed airtight. It is advantageous if the pressure bell 34 has a seal 40 in a closed edge region 38, the edge region 38 contacting the battery arrangement 12 when the bell 34 is in place. In this example, the bell 34 sits on the end faces 22a of the side walls 22. This bell 34 is provided with a sealing lip 40 on the underside, that is to say in its edge region 38, as described, and thus seals against the compartment structure of the battery frame or the battery housing 20, which in the present case is partly provided by the side walls 22. In other words, the entire battery tray or the segment to be filled is covered with a bell 34, which rests tightly on the frame 32 of the compartment structure of the battery housing 20. In this way, a pressure can advantageously be applied below the bell 34, that is to say in the interior 36, which counteracts the inflowing gap filler. On the system side, a bell 34 is first placed over the segment of the battery tray to be filled. Furthermore, a defined initial pressure pA can be set in the interior 36 before the thermal conductive compound 28 is injected.

2 zeigt eine schematische Darstellung der Injektionsanordnung 10 und der Batterieanordnung 12 aus 1 während der Injektion der Wärmeleitmasse 28. Wie dargestellt, wird die Wärmeleitmasse 28 dabei mittels der Injektionseinrichtung 32 durch die Injektionsöffnung 30 injiziert. Entsprechend breitet sich die Wärmeleitmasse 28 ausgehend von der Injektionsöffnung 30 aus, wodurch ein Abstand von durch die Wärmeleitmasse 28 gebildeten Fließfronten 28a zur Injektionsöffnung 30 zumindest zeitweise zunimmt. Die Wärmeleitmasse 28 wird dabei mittels der Injektionseinrichtung 32 mit einem Injektionsdruck pl eingefüllt. Beispielsweise kann dieser Injektionsdruck pl während der Injektion durch die Injektionseinrichtung 32 konstant gehalten werden. Dadurch, dass während der Injektion also zunehmend Wärmeleitmasse 28 in den Freiraum 26 strömt und dadurch im Freiraum 26 vorhandene Luft in den nicht zu befüllenden Teilbereich 36a des Innenraums 36 drückt, nimmt folglich auch der Druck p im Innenraum 36 zu, insbesondere bis zu einem bestimmten Enddruck pE. Dieser Enddruck pE stellt dabei einen Gleichgewichtsdruck dar, bei welchem sich dann letztendlich der Druck p im Innenraum 36 und der Fluiddruck der Wärmeleitmasse 28 im Gleichgewicht befinden. Das Gleichgewicht besteht dabei insbesondere zwischen dem Gasdruck p im Innenraum 36 und dem Fluiddruck der Wärmeleitmasse 28 im Bereich der Fließfronten 28a, wobei dieser Fluiddruck vorliegend durch pl' bezeichnet ist, und geringer sein kann als der Injektionsdruck pl, da es entlang des Fließwegs von der Injektionsöffnung 30 bis zu den Fließfronten 28a zu einem gewissen Druckabfall kommt. Wenn der Enddruck pE erreicht ist, ist der Freiraum 26 bestimmungsgemäß gefüllt, wie dies durch die gestrichelten Linien 44 veranschaulicht ist. Wenn also, wie in diesem Beispiel, der Gapfiller 28 zentral mittig unter einem Modul 14 beispielsweise durch den Kühlboden 16 einströmt, insbesondere mit dem Druck pl im Bereich der Injektionsöffnung und mit dem Druck pl' im Bereich der Fließfronten 28a, wird unterhalb der Glocke 34 folglich ein Druck d bis zu einem bestimmten Enddruck pE aufgebaut. Der Enddruck pE ist dabei so groß, dass durch diesen der Gapfiller 28 in seiner Ausbreitung gebremst beziehungsweise letztendlich gestoppt wird. Wenn die nötige Masse injiziert ist, also die zu benetzende Fläche gefüllt ist, ist dieser Druck p im Innenraum 36 so groß, zum Beispiel 2,5 bar, dass der Gapfiller 28 vollständig am Fließen gehindert wird. In diesem Fall ist also der Enddruck pE erreicht. Es herrscht dann ein Druckgleichgewicht pE = pl'. Die Injektion der Wärmeleitmasse 28 mittels der Injektionseinrichtung 32 kann nun vorteilhafterweise beendet werden. Das heißt, die Injektionseinrichtung 32 kann den Injektionsvorgang deaktivieren. Anschließend wird zeitgleich die Glocke 34 wieder unter Normaldruck pN gesetzt, wie dieser typischerweise in der Umgebung 42 vorherrscht, und der Gapfillerinjektionskopf, welcher durch die Injektionseinrichtung 32 bereitgestellt wird, dockt von der Injektionsöffnung 30 ab. Das System wird dadurch drucktechnisch entlastet. Die Glocke 34 und die Injektionseinrichtung 32 mit dem Injektionskopf fahren zum nächsten Segment, das heißt zum nächsten Aufnahmebereich 24. Dort kann das Verfahren wie beschrieben wiederholt werden. 2 shows a schematic representation of the injection arrangement 10 and the battery arrangement 12 1 during the injection of the thermally conductive compound 28. As shown, the thermally conductive compound 28 is injected through the injection opening 30 by means of the injection device 32. Accordingly, the heat-conducting compound 28 spreads out starting from the injection opening 30, whereby a distance from flow fronts 28a formed by the heat-conducting compound 28 to the injection opening 30 increases at least temporarily. The heat-conducting compound 28 is filled with an injection pressure pl using the injection device 32. For example, this injection pressure pl can be kept constant during the injection by the injection device 32. Because thermal conductive material 28 increasingly flows into the free space 26 during the injection and thereby presses air present in the free space 26 into the partial area 36a of the interior 36 that is not to be filled, the pressure p in the interior 36 also increases, in particular up to a certain level Final pressure pE. This final pressure pE represents an equilibrium pressure at which the pressure p in the interior 36 and the fluid pressure of the heat-conducting mass 28 are ultimately in equilibrium. The equilibrium exists in particular between the gas pressure p in the interior 36 and the fluid pressure of the heat-conducting compound 28 in the area of the flow fronts 28a, this fluid pressure being denoted by pl 'in the present case, and can be lower than the injection pressure pl, since it is along the flow path from the Injection opening 30 there is a certain pressure drop up to the flow fronts 28a. When the final pressure pE is reached, the free space 26 is filled as intended, as illustrated by the dashed lines 44. If, as in this example, the gap filler 28 flows in centrally under a module 14, for example through the cooling base 16, in particular with the pressure pl in the area of the injection opening and with the pressure pl 'in the area of the flow fronts 28a, below the bell 34 Consequently, a pressure d is built up to a certain final pressure pE. The final pressure pE is so large that the gap filler 28 is slowed down or ultimately stopped in its spread. When the necessary mass has been injected, i.e. the surface to be wetted is filled, this pressure p in the interior 36 is so high, for example 2.5 bar, that the gap filler 28 is completely prevented from flowing. In this case the final pressure pE has been reached. There is then a pressure equilibrium pE = pl'. The injection of the heat-conducting compound 28 by means of the injection device 32 can now advantageously be ended. This means that the injection device 32 can deactivate the injection process. Then it's time immediately the bell 34 is again placed under normal pressure pN, as this typically prevails in the environment 42, and the gap filler injection head, which is provided by the injection device 32, docks from the injection opening 30. This relieves pressure on the system. The bell 34 and the injection device 32 with the injection head move to the next segment, that is to say to the next receiving area 24. There the process can be repeated as described.

In diesem Beispiel ist nur eine Injektionsöffnung 30 illustriert. Diese ist mittig in Bezug auf die x-Richtung unter dem Modul 14 angeordnet. Dadurch wird ein gleichmäßiges Ausfüllen des Bereichs unter dem Modul 14 in und entgegen x-Richtung ausgehend von der Injektionsöffnung 30 ermöglicht. Um die Befüllung eines Freiraums 26 mit rechteckiger Grundfläche zu ermöglichen, können zum Beispiel mehrere solcher Injektionsöffnungen 30 in beziehungsweise entgegen y-Richtung vorgesehen sein, die in beziehungsweise entgegen y-Richtung auf einer Linie liegen. Vorteilhaft ist dabei vor allem das Vorsehen mehrerer solcher Injektionsöffnungen 30 in einer Richtung, die zu einer Stapelrichtung des Batteriemoduls 14 korrespondiert, in welcher also auch die mehreren Batteriezellen 18 nebeneinander angeordnet sind. Diese Stapelrichtung korrespondiert vorliegend zur dargestellten x-Richtung. Es können also auch mehrere Öffnungen 30 in x-Richtung nebeneinander angeordnet sein, die in Bezug auf die y-Richtung mittig unter dem Modul 14 angeordnet sind.In this example, only one injection opening 30 is illustrated. This is arranged centrally in relation to the x-direction under the module 14. This enables the area under the module 14 to be filled evenly in and against the x-direction starting from the injection opening 30. In order to enable the filling of a free space 26 with a rectangular base area, for example, several such injection openings 30 can be provided in or against the y-direction, which lie on a line in or against the y-direction. What is particularly advantageous is the provision of several such injection openings 30 in a direction that corresponds to a stacking direction of the battery module 14, in which the several battery cells 18 are also arranged next to one another. In the present case, this stacking direction corresponds to the x-direction shown. Several openings 30 can therefore also be arranged next to one another in the x direction, which are arranged centrally under the module 14 with respect to the y direction.

Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Hochvoltbatterie mittels Gapfillerinjektion und einer Vorrichtung zum Befüllen durch den Kühlboden bereitgestellt werden kann. Mittels der Druckglocke wird es möglich, dass das Zusatzbauteil Dichtung weggelassen werden kann. Das spart Kosten und lässt tendenziell kleinere Spalte zu, da die Gegenkraft der Dichtung wegfällt.Overall, the examples show how the invention can provide a method for producing a high-voltage battery using gap filler injection and a device for filling through the cooling base. The pressure bell makes it possible for the additional seal component to be omitted. This saves costs and tends to allow for smaller gaps because the counterforce of the seal is eliminated.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102018220626 A1 [0004]DE 102018220626 A1 [0004]

Claims

Verfahren zum Injizieren einer Wärmeleitmasse (28) in einen spaltförmigen Freiraum (26) zwischen einer Seite (14a) einer Batterieeinheit (14) und einem Träger (16) der Batterieeinheit (14) durch eine in den Freiraum (26) mündende Injektionsöffnung (30), wobei die Wärmeleitmasse (28) derart in den Freiraum (26) injiziert wird, dass sich eine Fließfront (28a) der injizierten Wärmeleitmasse (28) ausgehend von der Injektionsöffnung (30) in zumindest eine Ausbreitungsrichtung (x, -x) während des Injizierens zunehmend ausbreitet, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Injizieren der Wärmeleitmasse (28) ein Innenraum (36), in welchem sich die Batterieeinheit (14) und der Freiraum (26) befinden und welcher einen Gas befüllten Teilbereich (36a) aufweist, der fluidisch mit dem Freiraum (26) verbunden ist, gegenüber einer Umgebung (42) abgedichtet wird, wobei im Innenraum (36) ein bestimmter Anfangsdruck (pA) bereitgestellt wird, der sich während der Injektion durch die in den Freiraum (26) einfließende Wärmeleitmasse (28) auf einen bestimmten Enddruck (pE) erhöht, der größer ist als ein Umgebungsdruck (pN) der Umgebung (42).Method for injecting a thermally conductive compound (28) into a gap-shaped free space (26) between one side (14a) of a battery unit (14) and a carrier (16) of the battery unit (14) through an injection opening (30) opening into the free space (26) , wherein the thermally conductive compound (28) is injected into the free space (26) in such a way that a flow front (28a) of the injected thermally conductive compound (28) extends from the injection opening (30) in at least one direction of propagation (x, -x) during the injection increasingly spreading, characterized in that before injecting the heat-conducting compound (28) there is an interior (36) in which the battery unit (14) and the free space (26) are located and which has a gas-filled partial area (36a) which is fluidic with is connected to the free space (26), is sealed against an environment (42), a certain initial pressure (pA) being provided in the interior (36), which is created during the injection by the heat-conducting compound (28) flowing into the free space (26). increased to a certain final pressure (pE), which is greater than an ambient pressure (pN) of the environment (42).

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der bestimmte Enddruck (pE) so bemessen ist, dass ein Weiterfließen der Fließfront (28a) der viskosen Wärmeleitmasse (28) durch den entgegenwirkenden Enddruck (pE) gestoppt wird, insbesondere wobei der Enddruck (pE) dem Fluiddruck der Wärmeleitmasse (28) im Bereich der Fließfront (28a) entspricht.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the specific final pressure (pE) is dimensioned such that further flow of the flow front (28a) of the viscous heat-conducting compound (28) is stopped by the counteracting final pressure (pE), in particular where the final pressure (pE) corresponds to the fluid pressure of the heat-conducting compound (28) in the area of the flow front (28a).

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieeinheit (14) und der Träger (16) Teil einer Batterieanordnung (12) sind, auf die zum Abdichten des Innenraums (36) eine Druckabdeckung (34), insbesondere eine Druckglocke (34), aufgesetzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the battery unit (14) and the carrier (16) are part of a battery arrangement (12) on which a pressure cover (34), in particular a pressure bell (34), is placed to seal the interior (36). ), is set up.

Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckabdeckung (34) derart aufgesetzt wird, dass ein geschlossener Dichtrand (38, 40) der Druckabdeckung (34) die Batterieanordnung (12) kontaktiert.Procedure according to Claim 3 , characterized in that the pressure cover (34) is placed in such a way that a closed sealing edge (38, 40) of the pressure cover (34) contacts the battery arrangement (12).

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn der Freiraum (26) vorbestimmt mit der Wärmeleitmasse (28) ausgefüllt ist, die Injektionseinrichtung (32), die die Wärmeleitmasse (28) mit einem Injektionsdruck (pl) injiziert, abgeschaltet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that when the free space (26) is predeterminedly filled with the thermally conductive compound (28), the injection device (32), which injects the thermally conductive compound (28) with an injection pressure (pl), is switched off .

Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckabdeckung (34) nach Abschalten der Injektionseinrichtung (32) wieder von der Batterieanordnung (12) entfernt wird.Procedure according to one of the Claims 3 until 5 , characterized in that the pressure cover (34) is removed again from the battery arrangement (12) after the injection device (32) has been switched off.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieanordnung (12) ein Batteriegehäuse (20) aufweist, das einen Aufnahmebereich (24) aufweist, in dem die Batterieeinheit (14) aufgenommen ist, wobei der Aufnahmebereich (24) bezüglich einer ersten Richtung (z) vom Träger (16) begrenzt wird und in einer zweiten Richtung und dritten Richtung (x, y) von Seitenwänden (22) des Batteriegehäuses (20), wobei die Druckabdeckung (34) auf die Seitenwände (22) aufgesetzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the battery arrangement (12) has a battery housing (20) which has a receiving area (24) in which the battery unit (14) is received, the receiving area (24) being relative to a first Direction (z) is limited by the carrier (16) and in a second direction and third direction (x, y) by side walls (22) of the battery housing (20), the pressure cover (34) being placed on the side walls (22).

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektionsöffnung (30) im Träger (16) angeordnet ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the injection opening (30) is arranged in the carrier (16).

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitmasse (28) gleichzeitig oder zumindest zeitlich überschneidend durch mehrere in den Freiraum (26) mündenden Injektionsöffnungen (30) injiziert wird, insbesondere wobei die Injektionsöffnungen (30) entlang einer gerade Linie angeordnet sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-conducting compound (28) is injected simultaneously or at least overlapping in time through a plurality of injection openings (30) opening into the free space (26), in particular wherein the injection openings (30) are arranged along a straight line .

Injektionsanordnung (10) zum Injizieren einer Wärmeleitmasse (28) in einen spaltförmigen Freiraum (26) zwischen einer Seite (14a) einer Batterieeinheit (14) und einem Träger (16) der Batterieeinheit (14) durch eine in den Freiraum (26) mündende Injektionsöffnung (30), wobei die Injektionsanordnung (10) eine Injektionseinrichtung (32) aufweist, die dazu ausgelegt ist, die Wärmeleitmasse (28) derart in den Freiraum (26) zu injizieren, dass sich eine Fließfront (28a) der injizierten Wärmeleitmasse (28) ausgehend von der Injektionsöffnung (30) in zumindest eine Ausbreitungsrichtung (x, -x) während des Injizierens zunehmend ausbreitet, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektionsanordnung dazu ausgelegt ist, - vor dem Injizieren der Wärmeleitmasse (28) einen Innenraum (36), in welchem sich die Batterieeinheit (14) und der Freiraum (26) befinden und welcher einen Gas befüllten Teilbereich (36a) aufweist, der fluidisch mit dem Freiraum (26) verbunden ist, gegenüber einer Umgebung (42) temporär abzudichten, und - im Innenraum (36) einen bestimmten Anfangsdruck (pA) bereitzustellen, der sich während der Injektion durch die in den Freiraum (26) einfließende Wärmeleitmasse (28) auf einen bestimmten Enddruck (pE) erhöht, der größer ist als ein Umgebungsdruck (pN) der Umgebung (42).Injection arrangement (10) for injecting a thermally conductive compound (28) into a gap-shaped free space (26) between a side (14a) of a battery unit (14) and a carrier (16) of the battery unit (14) through an injection opening opening into the free space (26). (30), wherein the injection arrangement (10) has an injection device (32) which is designed to inject the thermally conductive compound (28) into the free space (26) in such a way that a flow front (28a) of the injected thermally conductive compound (28) starting from the injection opening (30) in at least one direction of propagation (x, -x) during the injection, characterized in that the injection arrangement is designed to - before injecting the heat-conducting compound (28) an interior (36) in which the battery unit (14) and the free space (26) are located and which has a gas-filled partial area (36a), which is fluidly connected to the free space (26), to be temporarily sealed from an environment (42), and - in the interior (36 ) to provide a specific initial pressure (pA), which increases during the injection by the heat-conducting compound (28) flowing into the free space (26) to a specific final pressure (pE), which is greater than an ambient pressure (pN) of the environment (42) .