DE-102024132209-A1 - Verfahren zur Batteriezellenherstellung für ein Kraftfahrzeug

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Batteriezellenherstellung für ein Kraftfahrzeug, umfassend, die folgenden Verfahrensschritte. In einem Ersten Verfahrensschritt, ein Bereitstellen eines ersten horizontalen Werkstückträgers. In einem zweiten Verfahrensschritt, ein Applizieren eines Klebstoffes auf der Oberfläche des Werkstückträgers. In einem dritten Verfahrensschritt, ein Bereitstellen zumindest zweier Zellen für eine Batterie in zumindest einer ersten Schicht. In einem vierten Verfahrensschritt, ein Wiederholen der Schritte zwei und drei in jeweils einer weiteren Schicht bis zu einer vorbestimmten Anzahl von Schichten. In einem fünften Verfahrensschritt, ein Aufbringen eines zweiten horizontalen Werkstückträgers mit einer Schicht aus Klebstoff zum Befestigen der Zellen.

Inventors

• Christoph Orth
• Justus Speichermann

Assignees

• DR. ING. H.C. F. PORSCHE AKTIENGESELLSCHAFT

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241105

Claims (10)

1. Verfahren zur Batteriezellenherstellung (100) für ein Kraftfahrzeug, umfassend, die folgenden Verfahrensschritte: - Bereitstellen eines ersten horizontalen Werkstückträgers (140), (S1) - Applizieren eines Klebstoffes (160) auf einer Oberfläche des ersten Werkstückträgers (140), (S2) - Bereitstellen zumindest zweier Zellen (110) für die Batteriezelle (100) in zumindest einer ersten Schicht (120), wobei die zumindest zwei Zellen (110) auf den ersten Werkstückträger (140) appliziert werden, wobei die zumindest zwei Zellen (110) auf der Seite des Klebstoffes (160) auf dem ersten Werkstückträger (140) angeordnet sind, (S3) - Zumindest einmaliges wiederholen der vorhergehenden Schritte in jeweils einer weiteren Schicht (130) bis zu einer vorbestimmten Anzahl von Schichten, wobei die Schichtdicke der Batteriezelle (100) vertikal zunimmt, wobei der Klebstoff (160) für die zumindest zwei Zellen (110) der weiteren Schicht (130) auf die Zellen der vorhergehenden Schicht (120) aufgebracht ist, wobei die Zellen der weiteren Schicht (130) in den Klebstoff (160) auf den Zellen (110) der ersten Schicht (120) appliziert werden, (S4) - Aufbringen eines zweiten horizontalen Werkstückträgers (150), wobei der zweite horizontale Werkstückträger (150) dem ersten horizontalen Werkstückträger (140) gegenüberliegend angeordnet ist, wobei zwischen dem ersten horizontalen Werkstückträger (140) und dem zweiten horizontalen Werkstückträger (150), die zumindest eine erste Schicht (120) und die zumindest eine weitere Schicht (130) an Zellen (110) angeordnet ist, wobei zwischen der zumindest einen weiteren Schicht (130) an Zellen (110) und dem zweiten horizontalen Werkzeugträger (150) eine Schicht aus Klebstoff (160) zum Befestigen der zumindest einen weiteren Schicht (130) an Zellen (110) an dem zweiten horizontalen Werkstückträger (150) angeordnet wird, (S5).
2. Verfahren zur Batteriezellenherstellung (100) für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass jede der zumindest zwei Zellen (110) in einer Schicht (120, 130) zu ihrer in der gleichen Schicht (120, 130) benachbarten Zelle (110) antiparallel angeordnet ist oder dass jede der zumindest zwei Zellen (120, 130) in einer Schicht (120, 130) zu ihrer in der gleichen Schicht (120, 130) benachbarten Zelle (110) parallel angeordnet ist.
3. Verfahren zur Batteriezellenherstellung (100) für ein Kraftfahrzeug, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die zumindest zwei Zellen (110) in einem jeweiligen Endbereich der jeweiligen Zelle (110) kontaktiert werden.
4. Verfahren zur Batteriezellenherstellung (100) für ein Kraftfahrzeug, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass zwischen den jeweiligen Schichten (120, 130) aus Zellen (110) jeweils ein Strukturelement (170) eingelegt wird, wobei ein Klebstoff (160) auf das jeweilige Strukturelement (170) aufgebracht wird.
5. Verfahren zur Batteriezellenherstellung (100) für ein Kraftfahrzeug, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass Zwischenräume der Zellen (110) mit einem flammenhemmenden Material befüllt werden.
6. Verfahren zur Batteriezellenherstellung (100) für ein Kraftfahrzeug, nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet , dass das flammenhemmende Material in die Zwischenräume der Zellen (110) eingespritzt wird.
7. Verfahren zur Batteriezellenherstellung (100) für ein Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die jeweilige Schicht (120, 130) an Zellen (110) über eine Fördereinrichtung zugeführt werden, wobei über die Fördereinrichtung ein kontinuierlicher Materialfluss an Zellen (110) bereitgestellt wird, wobei der jeweilige Werkstückträger (140, 150) und/oder die Fördereinrichtung zur Positionierung der jeweiligen Zelle (110) auf dem jeweiligen Werkstückträger (140, 150) relativ zueinander positionierbar sind.
8. Verfahren zur Batteriezellenherstellung (100) für ein Kraftfahrzeug, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , wobei die Zuführung der Zellen (110) über die Fördereinrichtung kontinuierlich erfolgt.
9. Verfahren zur Batteriezellenherstellung (100) für ein Kraftfahrzeug, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass nach einem Aufbringen des Klebstoffes (160) auf dem jeweiligen Werkstückträger (140, 150) und/oder der jeweiligen Schicht (120, 130) aus Zellen (110) und/oder dem jeweiligen Strukturelement (170) der Kleber mit einem Plasmastrahl oder UV-Licht oder Wärme aktiviert wird.
10. Kraftfahrzeug, umfassend, eine Batteriezelle (100), welche nach dem vorstehenden Verfahren hergestellt wurde.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Batteriezellenherstellung für ein Kraftfahrzeug. Die Batteriezellenherstellung für Kraftfahrzeuge ist ein wichtiger Schritt bei der Entwicklung von Elektrofahrzeugen und Hybridfahrzeugen. Die Batteriezellen müssen jedoch bestimmte Anforderungen erfüllen, wie z.B. eine hohe Leistungsdichte, eine lange Lebensdauer und eine sichere und zuverlässige Funktion. Die Herstellung von Batteriezellen ist ein komplexer Prozess, der verschiedene Schritte umfasst, von der Vorbereitung der Materialien bis zur Endmontage der Batteriezellen. Die Entwicklung neuer Verfahren und Technologien zur Batteriezellenherstellung ist daher von großer Bedeutung, um die Leistung und Zuverlässigkeit der Batteriezellen zu verbessern. Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Verfahren zur Batteriezellenherstellung für Kraftfahrzeuge, das eine verbesserte Leistungsdichte, eine längere Lebensdauer und eine sichere und zuverlässige Funktion der Batteriezellen ermöglicht. Das Verfahren ist besonders vorteilhaft, da es eine einfache und effiziente Herstellung von Batteriezellen ermöglicht, die die Anforderungen von Kraftfahrzeugen erfüllen. Die Herstellung von Batteriezellen, die die Anforderungen von Kraftfahrzeugen erfüllen, ist ein komplexer Prozess, der eine sorgfältige Planung und Durchführung erfordert. Die vorliegende Erfindung soll daher einen Beitrag zur Lösung dieser Probleme leisten, indem ein einfaches und effizientes Verfahren zur Batteriezellenherstellung vorgestellt wird, dass die Anforderungen von Kraftfahrzeugen erfüllt. Dazu wird erfindungsgemäß, ein Verfahren zur Batteriezellenherstellung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, sowie ein Kraftfahrzeug mit einer Batteriezelle nach Anspruch 10, welches nach dem Verfahren hergestellt wurde, bereitgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen können den Unteransprüchen und der Beschreibung entnommen werden. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Batteriezellenherstellung für ein Kraftfahrzeug, umfassend, die folgenden Verfahrensschritte. In einem Ersten Verfahrensschritt findet ein Bereitstellen eines ersten horizontalen Werkstückträgers statt. In einem zweiten Verfahrensschritt findet ein Applizieren eines Klebstoffes auf einer Oberfläche des ersten Werkstückträgers statt. In einem dritten Verfahrensschritt findet ein Bereitstellen zumindest zweier Zellen für eine Batteriezelle in zumindest einer ersten Schicht statt, wobei die zumindest zwei Zellen auf den Werkstückträger appliziert werden, wobei die zumindest zwei Zellen auf der Seite des Klebstoffes auf dem ersten Werkstückträger angeordnet sind. In einem vierten Verfahrensschritt findet ein zumindest einmaliges wiederholen der vorhergehenden Schritte in jeweils einer weiteren Schicht bis zu einer vorbestimmten Anzahl von Schichten statt, wobei die Schichtdicke der Batteriezelle vertikal zunimmt, wobei der Klebstoff für die zumindest zwei Zellen der weiteren Schicht auf die Zellen der ersten Schicht aufgebracht ist, wobei die Zellen der weiteren Schicht in den Klebstoff auf den Zellen der vorhergehenden Schicht appliziert werden. In einem fünften Verfahrensschritt findet ein Aufbringen eines zweiten horizontalen Werkstückträgers statt, wobei der zweite horizontale Werkstückträger dem ersten horizontalen Werkstückträger gegenüberliegend angeordnet ist, wobei zwischen dem ersten horizontalen Werkstückträger und dem zweiten horizontalen Werkstückträger, die zumindest eine erste Schicht und die zumindest eine weitere Schicht an Zellen angeordnet ist, wobei zwischen der zumindest einen weiteren Schicht an Zellen und dem zweiten horizontalen Werkzeugträger eine Schicht aus Klebstoff zum Befestigen der Zellen der zumindest einen weiteren Schicht an dem zweiten horizontalen Werkstückträger angeordnet wird. Das vorstehende Verfahren ist dahingehend vorteilhaft da die Zellen der Batteriezelle während des Herstellungsprozesses beidseitig zugänglich sind. Hierdurch kann die Batteriezelle schichtweise aufgebaut werden. Alternativ oder ergänzend ist eine einfache Kontaktierung der einzelnen Zellen der Batteriezelle ohne eine Umlagerung der Batteriezelle möglich. Der jeweilige Werkstückträger kann als Seitenteil der Batterie, in anderen Worten als Deckel oder Boden ausgebildet sein. Der erste Werkstückträger und/oder der zweite Werkstückträger können Anschlüsse für Kühlkanäle zur Durchleitung eines Fluides insbesondere einer Flüssigkeit umfassen. In einer vorteilhaften Weiterbildung kann der erste Werkstückträger und/oder der zweite Werkstückträger rechtwinkelig zu den zumindest zwei Zellen ausgeformt sein soll oder der Werkstückträger kann additiv gefertigt werden. In einer vorteilhaften Weiterbildung werden die Zellen der Batteriezelle bzw. die jeweilige Schicht an Zellen parallel zu dem ersten Werkstückträger und/oder dem zweiten Werkstückträger angeordnet. In einer vorteilhaften Weiterbildung kann der erste Werkstückträger und/oder der zweite Werkstückträger aus Stegen oder Rippen a