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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriemodul mit einem bidirektionalen Mehrstufenwandler (multilevel converter) und eine entsprechend auf Basis solcher Batteriemodule aufgebaute Hochvoltbatterie.
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Die Reichweite von Elektrofahrzeugen wird maßgeblich durch die darin verbaute Traktionsbatterie bestimmt. Zum Antrieb moderner Elektrofahrzeuge werden heutzutage geeignet dimensionierte Hochvoltbatterien verwendet, die aus Batteriezellmodulen (auch als Batteriemodule bezeichnet) aufgebaut sind, wovon jedes wiederum eine Anzahl von Batteriezellen beinhaltet, wovon jede die kleinste für sich abgeschlossene Energiespeicherzelle darstellt. So umfasst beispielsweise die zweilagige Performance-Batterie Plus, welche in einigen Porsche Taycan Modellen eingesetzt wird, 33 Zellmodule, die je aus zwölf einzelnen Batteriezellen bestehen. Damit weist die Traktionsbatterie insgesamt 396 Batteriezellen auf, wobei als Batteriezellen Lithium-Ionen-Akkumulatoren zum Einsatz kommen.
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Die Infrastruktur elektrischer Antriebe für Straßenfahrzeuge ist durch eine starke bauliche Trennung gemäß ihrer Funktionalität geprägt. So wird oftmals die mehrere Batteriemodule aufweisende Traktionsbatterie im Fahrzeugboden zwischen den Achsen verbaut, um einen möglichst tiefen Schwerpunkt des Fahrzeugs zu erhalten. Die Leistungselektronik liegt in „konzentrierter“ Form vor als ein gesondertes Modul vor, welches meist in der Nähe der Traktionsbatterie angeordnet ist.
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Moderne Ansätze lösen diese funktionale Trennung auf und stellen auf eine Verschmelzung zumindest der Leistungselektronik und der Batteriemodule ab. So ist beispielsweise die Verwendung eines Multi-Layer-Converters als bidirektionaler AC-DC-Wandler zur Modularisierung und Verschaltung von Batteriezellen bekannt.
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So offenbart Druckschrift
DE 1020 11004248 A1 eine Schaltungsanordnung mit einem Mehrstufenwandler für eine Hochvoltbatterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs, um eine Ausgangwechselspannung bereitzustellen. Dabei umfasst der Mehrstufenwandler mehrere in Reihe geschaltete Wandlerstufen mit je einer oder mehreren Batteriezellen. Auch schlägt die Druckschrift vor, mehrere Wandlerstufen parallel zu verschalten.
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Druckschrift
DE 102012212556 A1 offenbart eine Batterie mit einer Mehrzahl von Batteriemodulen zum stufenweisen Einstellen einer Batteriespannung mittels einer Multilevel-Konverter-Topologie. Die Batteriezellen sind dazu in Serie geschaltet.
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Druckschrift
DE 10 2013215572 A1 offenbart eine elektrische Batterie mit mehreren Energiespeichermodulen in Serienschaltung mit jeweils mehreren Batteriezellen. Dabei weist ein Energiespeichermodul einen Mehrspannungsstufen-Konverter auf. Die offenbarte Batterie lässt einen einfachen Modultausch einzelner Module zu.
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Ausgehend davon kann die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin gesehen werden, ein Batteriemodul bereitzustellen, mittels welchem neue hochmodulare Batteriekonzepte auf einfache Art und Weise realisiert werden können.
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Diese Aufgabe wird mittels der Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den abhängigen Patentansprüchen.
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Erfindungsgemäß wird ein Batteriemodul für eine Hochvoltbatterie bereitgestellt, in welchem Energiespeicherzellen und eine Leistungselektronik angeordnet ist. Das erfindungsgemäße Batteriemodul weist ein Modulgehäuse auf, in dem ein bidirektionaler Mehrstufenwandler (multilevel converter) und eine Anzahl von Batteriezellen angeordnet sind, wobei diese mittels einer Stromschiene miteinander elektrisch leitend verbunden sind. Die Batteriezellen sind mittels der Stromschiene in einer gewünschten Schaltungsart miteinander elektrisch leitend verbunden, so dass an Anschlusspolen des Batteriemoduls die gewünschte Wechselspannung bereitstellbar ist durch einen geeignet eingestellten Betrieb des Mehrstufenwandlers.
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Das Modulgehäuse des Batteriemoduls weist eine erste und eine zweite offene Nut auf zur Aufnahme jeweils einer Halteschiene, welche zugleich als elektrische Leitung fungiert. Dazu kann das Batteriemodul auf die Halteschienen aufgesetzt werden, wobei jeweils eine Halteschiene in je eine Nut eingelegt wird. Das Aufsetzen kann dabei von oben, von unten oder von der Seite erfolgen, je nach Aufbau einer Halterahmenstruktur, zu denen die Halteschienen gehören.
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Zweckmäßigerweise können dabei die Nuten derart am Modulgehäuse so angeordnet sein, dass ein Teil der Stromschiene in einer Draufsicht auf das Modul die erste Nut kreuzt oder über dieser angeordnet ist und ein weiterer Teil der Stromschiene in der Draufsicht die zweite Nut kreuzt oder über dieser angeordnet ist. Die Draufsicht kann dabei aus der Richtung erfolgen, in welcher das Batteriemodul auf die Halteschienen gesetzt oder gesteckt wird. Anders ausgedrückt kann die Stromschiene innerhalb des Batteriemodulgehäuses beispielsweise derart angeordnet sein, dass zumindest ein Teil davon oberhalb oder unterhalb der beiden Nuten verläuft, wobei dieser Teil der Stromschiene parallel zur Nut angeordnet sein kann oder diese unter einem beliebigen Winkel kreuzen kann. Hierbei ist jedoch nicht beabsichtigt, dass die Stromschiene durch die Nuten verläuft, also sich zwischen den Seitenwänden der Nut erstreckt und dadurch in dieser freiliegt. Die Teile der Stromschiene, welche zumindest teilweise die Nuten in der Draufsicht betrachtet überlagern, können als Anschlusspole des Batteriemoduls betrachtet werden. Die Stromschienen können generell isolierend mit einem Kunststoff umspritzt sein, außer an Stellen, die zur Ankontaktierung an die Halteschienen dienen, die als elektrische Leitung fungieren. Hierfür können entsprechende Bereiche der Stromschienen bereits bei der Umspritzung freigelassen werden (z.B. durch Abdecken mit einer Blende) oder die Isolierung kann an entsprechenden Bereichen der Stromschienen nach dem Umspritzen gezielt entfernt werden.
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In einer beispielhaften Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Modul weniger als 30 kg wiegen, sodass eine Installation durch eine Person möglich ist. Dabei kann das erfindungsgemäße Modul hinsichtlich des Aufbaus einer entsprechenden Batterie als ein Grundmodul betrachtet werden, welches einen AC-DC bidirektionalen Mehrstufenwandler und eine Anzahl von Zellmodulen aufweist, welche eine DC-Spannung bereitstellen.
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Gemäß weiteren Ausführungsformen des Batteriemoduls können die beiden Nuten parallel zueinander ausgebildet sein. Generell können beide Nuten gleichartig ausgebildet sein.
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Gemäß weiteren Ausführungsformen des Batteriemoduls können beide Nuten in derselben Seitenfläche des Modulgehäuses angeordnet sein. Beispielsweise können die Nuten in der Bodenfläche oder in einer Seitenfläche des erfindungsgemäßen Batteriemoduls angeordnet sein, so dass das Batteriemodul auf bzw. an die Halteschienen angeordnet wird während eines Zusammenbaus einer entsprechenden Batterie.
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Gemäß weiteren Ausführungsformen des Batteriemoduls kann bei mindestens einer der Nuten der in der Draufsicht diese kreuzende oder überlagernde Teil der Stromschiene in der Nut freiliegen und gegenüber einem Boden der Nut ins Innere des Modulgehäuses zurückgesetzt sein. Anders ausgedrückt ist der Teil der Stromschiene über eine Vertiefung in der Nut freigelegt, so dass zwischen der Oberfläche der freiliegenden Stromschiene und der Ebene des Bodens der Nut ein Abstand vorliegt.
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Gemäß weiteren Ausführungsformen des Batteriemoduls kann mindestens ein Teil des Bodens der Nut bei Kraftanwendung darauf ins Innere des Modulgehäuses verlagerbar ist. Bei dem mindestens einen Teil des Bodens der Nut kann es sich um einen Teil des Bodens handeln, welcher an den freiliegenden Teil der Stromschiene anliegt. In anderen Ausführungsformen kann der gesamte Boden der Nut (ohne den Bereich, in dem die Vertiefung angeordnet ist) ins Innere des Modulgehäuses verlagerbar sein. Die mechanische Verlagerung kann erreicht werden, in dem der verlagerbare Teil des Bodens der Nut elastisch aufgehangen bzw. beweglich gelagert ist, beispielsweise mittels einer Feder oder eines sonstigen elastischen Elements. Durch Kraftanwendung kann die Feder (oder das mindestens eine elastische Element) komprimiert werden, wodurch er entsprechende Teil des Bodens der Nut (oder der gesamte Boden) in das Modulgehäuse verlagert wird. Dadurch, dass der Teil der Stromschiene nicht unmittelbar in der Nut freiliegt, wird ein Berührschutz bereitgestellt.
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Gemäß weiteren Ausführungsformen des Batteriemoduls kann bei mindestens einer der Nuten im Überlagerungsbereich der Stromschiene mit der Nut eine Durchgangsöffnung durch das Gehäusemodul bereitgestellt sein. Die Durchgangsöffnung kann beispielsweise ein Gewinde aufweisen und als Schrauböffnung fungieren, so dass eine Schraube in das Modulgehäuse durch die Stromschiene hindurch bis in die Halteschiene eingeschraubt werden kann. So kann eine leitende Verbindung zwischen der Stromschiene im Inneren des Modulgehäuses und der Halteschiene, welche zugleich als elektrische Leitung fungiert, ausgebildet werden. Zusätzlich kann die Durchgangsöffnung in einer Vertiefung angeordnet sein, so dass der Schraubenkopf gegenüber der Oberfläche des Modulgehäuses versenkt ist und so ein gewisser Berührschutz gegeben ist. Zusätzlich kann eine nicht leitende Kappe auf den Schraubenkopf aufgesetzt werden.
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Gemäß weiteren Ausführungsformen des Batteriemoduls kann dieses einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss aufweisen, mittels welcher ein Batteriezellen enthaltendes Zusatzmodul an das Batteriemodul gekoppelt werden kann über eine Parallelschaltung. Bei dem Zusatzmodul kann es sich um ein zusätzliches Energiemodul handeln, welches keinen Mehrstufenwandler aufweist, sondern eine Erhöhung der Energiemenge der Hochvoltbatterie ermöglichen soll. Ferner kann es sich bei um ein Zusatzmodul mit einer Ausgangsspannung von beispielsweise 60 Volt handeln, so dass dieses Zusatzmodul kein Hochvolt-Modul darstellt. Zusatz-Energiemodul: wird via DC-Parallelschaltung an das Grundmodul angeschlossen (Erhöhung Energieinhalt der Batterie)
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Erfindungsgemäß wird ferner eine Hochvoltbatterie bereitgestellt, welche auf Basis des hierin beschriebenen Batteriemoduls aufgebaut ist. Die Hochvoltbatterie weist folglich mindestens zwei Batteriemodule gemäß einer der beschriebenen Ausführungsformen auf, wobei diese mittels der Halteschienen aneinander befestigt und miteinander elektrisch verbunden sind.
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Generell kann eine im Prinzip beliebige Anzahl von Batteriemodulen in der Hochvoltbatterie vorliegen. Je nach Bedarf können die Module in Reihe und/oder parallel miteinander verschaltet sein. Eine Reihenschaltung der Batteriemodule kann eine ausreichende Modellierung der Ausgangsspannung (Sinus-AC) für den Betrieb eines Elektromotors begünstigen. Von einer Parallelschaltung der Batteriemodule kann ein ausrechend hoher Ausgangsstrom erzeugt werden, da im Allgemeinen der Mehrstufenwandler typischerweise einen limitierenden Faktor bei der DC-AC Wandlung der elektrischen Leistung darstellt. Ferner ermöglicht eine parallele Schaltung der Batteriemodule innerhalb der Hochvoltbatterie eine höhere Verfügbarkeit, da bei einem defekten Batteriemodul die Hochvoltbatterie mit eingeschränkter Leistung einsatzfähig bleibt und das Elektrofahrzeug weiterfahren kann.
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Zur Verbindung der Batteriemodule miteinander werden die Halterschienen verwendet, welche in ihrer Gesamtheit einen stabilen Halterahmen bereitstellen und sowohl eine stabile mechanische Struktur ausbilden und gleichzeitig als elektrische Leitung fungieren.
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Die Halteschienen können erste und zweite Halteschienen umfassen. Erste Halteschienen können diejenigen sein, welche durch Nuten der Batteriemodule verlaufen. Diese können einen leitenden Kern haben und die Anschlüsse der Batteriemodule nach außen führen. Die Enden der ersten Halteschienen können an Kreuzungspunkten mit zweiten Halteschienen verbunden sein. Die zweiten Halteschienen dienen zur mechanischen und elektrischen Verbindung der ersten Halteschienen miteinander. Die Gesamtheit der ersten und zweiten Halteschienen bildet die Halterahmenstruktur aus.
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Um eine bestimmte Verschaltung der Batteriemodule innerhalb der Hochvoltbatterie zu erreichen, können zusätzliche externe Leitungen vorgesehen sein, welche eine elektrische Verbindung zwischen benachbart angeordneten Halteschienen bereitstellen. Anders ausgedrückt können externe Leitungsstücke vorgesehen werden, wenn sich eine gewünschte elektrische Verschaltung der Batteriemodule mittels der ersten und zweiten Halteschienen alleine nicht realisieren lässt. Zudem können insbesondere die zweiten Halteschienen nur abschnittsweise elektrisch leitend ausgeführt sein, um eine bestimmte Verschaltung zu realisieren.
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Gemäß weiteren Ausführungsformen der Hochvoltbatterie kann diese ferner ein Steuergerät aufweisen, welches mit jedem der Batteriemodule elektrisch gekoppelt ist. Bei dem Steuergerät kann es sich um eine zentrale Logik handeln, welche unter anderem Steuersignale an die Mehrstufenwandler erzeugt und somit die Energieabgabe der Hochvoltbatterie, insbesondere die dreiphasige Wechselstrom-Regelung, sowie ihre Energieaufnahme regelt. Das Steuergerät kann zusätzlich weitere Komponenten aufweisen, wie z.B. eine Schalt-Matrix für unterschiedliche Netze, einen Leistungsmesser, eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (Residual Current Device, RCD), eine Vorrichtung zur Überprüfung der Schutzleitung, (PE check) sowie weitere (dezentrale) Sicherungs- bzw. Sicherheitssysteme.
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Die Hochvoltbatterie kann ferner ggfs. erforderliche Komponenten aufweisen, wie z.B. EMI-Filter und eine galvanische Trennung zwischen Batteriezellseite und den Anschlüssen der Hochvoltbatterie.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen.
- 1 zeigt eine beispielhafte Hochvoltbatterie auf Basis des erfindungsgemäßen Batteriemoduls.
- 2 zeigt eine Ausführungsform des Batteriemoduls mit Zusatzmodul.
- 3 veranschaulicht die elektrische und mechanische Verbindung zwischen den Batteriemodulen.
- 4A und 4B zeigen beispielhafte Verbindungen zwischen den Halteschienen und den erfindungsgemäßen Batteriemodulen.
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In 1 ist eine beispielhafte Hochvoltbatterie 1 auf Basis des erfindungsgemäßen Batteriemoduls 4 gezeigt. Es sind insgesamt sechs Batteriemodule 4 gezeigt, wobei jeweils zwei Batteriemodule 1 parallel geschaltet sind und insgesamt drei solcher Parallelschaltungen in Serie geschaltet sind. Die elektrischen Verbindungen zwischen den Batteriemodulen 1 sind mittels der Linien 7 angedeutet. Ein erster Batterieanschluss 10 stellt eine Phase dar, ein zweiter Batterieanschluss 11 stellt den Anschluss für den Neutralleiter dar. Die in 1 gezeigte Schaltung stellt die Spannungsversorgung für eine Phase dar. Bei einem dreiphasigen Elektromotor wäre in einer entsprechenden Traktionsbatterie eine gleiche Schaltung für jede der zwei weiteren Phasen vorgesehen.
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Jedes der erfindungsgemäßen Batteriemodule 4 weist einen Mehrstufenwandler 41 sowie eine Anordnung von Batteriezellen 52 auf. Der Mehrstufenwandler 41 wandelt beim Laden der Batterie 1 die angelegte Wechselspannung in eine Gleichspannung um (für jedes Batteriemodul 4 individuell). Während eines Betriebs eines Elektrofahrzeugs wandelt der Mehrstufenwandler 41 die Gleichspannung der Batterie 1 in eine erforderliche gepulste Spannung um. Insofern kann der Mehrstufenwandler 41 als Leistungselektronikkomponente für das jeweilige Batteriemodul 1 betrachtet werden.
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Die in 1 gezeigte Batterie 1 weist ferner ein Steuergerät 5 auf, welches an jedes der Batteriemodule 4 angeschlossen ist. Hierzu weist jedes Batteriemodul 4 einen Steueranschluss 6 auf. Wie bereits beschrieben, regelt das Steuergerät 5 den Betrieb der Hochvoltbatterie 1.
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Die in 1 gezeigten Batteriemodule 4 sind in ihrer Basisform gezeigt. Um den Energiegehalt der Batterie 1 zu erhöhen, können die Batteriemodule 4 um ein Zusatzmodul 40 erweitert werden. Diese Ausführungsform ist in 2 gezeigt. Wie gezeigt, weist das Zusatzmodul 40 nur eine Anordnung von Batteriezellen 42 auf. Über entsprechende Anschlüsse kann das Zusatzmodul 40 über eine direkte elektrische DC-Verbindung an das Batteriemodul 4 elektrisch angeschlossen werden.
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3 veranschaulicht die elektrische und mechanische Verbindung zwischen den Batteriemodulen 4. Zur Vereinfachung sind nur zwei Batteriemodule 4 gezeigt, die in einer Reihenschaltung miteinander verbunden sind. Die Halteschienen 8 bilden eine stabile mechanische Struktur aus, welche im gezeigten Beispiel eine Leiterstruktur aufweist.
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Die in der Figur waagerecht verlaufenden Halteschien entsprechen ersten Halteschienen 80 und verlaufen durch Nuten 47, welche im gezeigten Beispiel jeweils an einer Seite - hier der Unterseite - der Batteriemodule 4 angeordnet sind. Die waagerechten Halteschienen 80 sind an Verbindungspunkten mit den senkrecht verlaufenden Halteschienen verbunden, welche den zweiten Halteschienen entsprechen. In ihrer Gesamtheit bilden die ersten Halteschienen 80 und zweiten Halteschienen 81 eine Art regalartiges Haltegerüst. Die gezeigte Verbindungsstruktur ist beispielhaft und kann durch Bereitstellen weiterer Verbindungspunkte erweitert werden, beispielsweise um ein an jedes der Batteriemodule 4 parallel angeschlossenes Batteriemodul 4. Die ersten Halteschienen 80 können im Bereich der Batteriemodule 4 eine Form haben, welche passend in die Nuten 47 eingesetzt werden kann, so dass zwischen diesen ein Formschluss besteht. Bei Bedarf können die Batteriemodule 4 mit zusätzlichen Mitteln an die Haltescheinen 80 befestigt werden, beispielsweise mittels Schraubverbindungen oder Platten, die auf die auf die ersten Halteschienen 80 aufgesetzten Batteriemodle 4 geschraubt werden, so dass die ersten Halteschienen 80 in den Nuten 47 eingeschlossen werden.
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Die tatsächlich mittels der ersten und zweiten Halteschienen 80, 81 gebildete elektrische Verbindungsstruktur ist mittels der gestrichelten Linien 7 veranschaulicht. Wie bereits angedeutet, können zusätzliche elektrische Verbindungsstücke (in 3 nicht explizit gezeigt) verwendet werden, um die gewünschte Verschaltung der Batteriemodule zu realisieren. Im gezeigten Beispiel kann beispielsweise eine elektrische Verbindung gemäß der mittels der gestrichelten Linie 7 angedeuteten elektrischen Verbindung zwischen dem unteren und oberen Batteriemodul 4 realisiert werden. Dazu kann beispielsweise eine zusätzliche elektrische Leitung zwischen dem Verbindungspunkt der unteren rechten ersten Halteschiene 80 mit der vorderen rechten zweiten Halteschiene 81 und zwischen dem Verbindungspunkt der unteren linken ersten Halteschiene 80 mit der vorderen linken zweiten Halteschiene 81 vorgesehen werden.So können gegensätzliche Pole der beiden Batteriemodule 4 miteinander elektrisch verbunden werden. Diese zusätzliche elektrische Leitung kann im Allgemeinen wie die erste und zweite Halteschiene 80, 81 beschaffen sein, jedoch üblicherweise kürzer sein, und so zur mechanischen Stabilität der Halterahmenstruktur beitragen. Alternativ kann diese zusätzliche elektrische Verbindung zwischen der vorderen linken und der vorderen rechten Halteschiene 81 in der Mitte zwischen den soeben beschriebenen Verbindungspunkten vorgesehen sein, wobei hier dann die zweiten Halteschienen 81 entsprechend dimensioniert eklektisch leitende Abschnitte aufweisen können. Diese benötigten elektrisch leitfähigen Abschnitte können beispielsweise mittels eines elektrisch leitenden Kerns im Inneren der zweiten Halteschienen 81 realisiert werden, welcher sich über eine geeignete Länge erstreckt. Hierzu können die zweiten Halteschienen 81 bei der Auslegung des Halterahmens mit entsprechend leitenden Abschnitten vorkonfiguriert werden. Die ersten und zweiten Halteschienen 80, 81 können beispielsweise eine eklektisch isolierende Kunststoffumspritzung aufweisen, so dass zur elektrischen Ankontaktierung an einen leitenden Abschnitt einer zweiten Halteschiene 81 die elektrisch isolierende Kunststoffumspritzung an einer geeigneten Stelle entfernt werden kann.
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Wie bereits aus 3 ersichtlich, kann ein defektes Batteriemodul 4 sehr einfach getauscht werden, indem es von den ersten Halteschienen 80 abgenommen wird.
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Beispielhafte Möglichkeiten, wie die Verbindung zwischen einem Batteriemodul 4 und den ersten Halteschienen 80 beschaffen sein kann, sind in 4A und 4B veranschaulicht. Hierbei ist jeweils eine Frontansicht auf ein Batteriemodul 4 gezeigt, in etwa schräg von unten nach oben rechts auf den in 3 gezeigten Aufbau, wobei hier nur die rechte Hälfte des Modulgehäuses 43 gezeigt ist und nur eine Nut 47 betrachtet wird. Ferner ist in jedem der Batteriegehäuse 43 die interne Stromschiene 44 gezeigt, mittels welcher die Batteriezellen 42 innerhalb der Batteriemodule 4 miteinander in einer gewünschten Konfiguration elektrisch gekoppelt sind.
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In 4A ist ein Teil des Bodens 45 innerhalb der Nut 47 dahingehend flexibel, dass er ins Modulgehäuse 43 verlagert werden kann, wenn auf ihn Druck angewendet wird, beispielsweise durch die erste Halteschiene 80. Dazu sind die Teile des Bodens 45 an Federn 46 gelagert, welche bei Druckanwendung, beispielsweise beim Befestigen des Zellmoduls 4 an die erste Halteschienen 80, zusammengedrückt werden. Dadurch wird die Stromschiene 44 freigelegt und kann in Kontakt gebracht werden mit der ersten Halteschiene 80. Die ins Innere des Batteriemoduls 4 verlagerbaren Teile des Bodens 45 der Nut 47 stellen einen Berührschutz dar, da die Stromschiene 44 erst bei Druckanwendung auf den Boden der Nut 47 aus ihrer Vertiefung heraus exponiert wird.
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In 4B ist eine weitere Möglichkeit gezeigt, bei welcher der Boden der Nut 47 fest ist. Bei dieser Ausführungsform wird der elektrische Kontakt zwischen der Stromschiene 44 und der ersten Haltescheine 80 durch eine Schraube 9 hergestellt, welche ins Modulgehäuse 43 geschraubt wird. Dazu können in dem Modulgehäuse 43 Durchgangsöffnungen vorgesehen sein, welche ein Innengewinde aufweisen.
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Mittels der erfindungsgemäßen Batteriemodule 4 können Hochvoltbatterien aufgebaut werden, welche durch Skalierbarkeit und Modularität je nach Bedarf optimiert werden können. Beispielsweise kann der Aufbau auf unterschiedliche Spannungslagen und Leistungsklassen angepasst werden. So kann beispielsweise das Verhältnis aus Spitzenleistung zu Dauerleistung angepasst werden.
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Zudem ermöglichen die Batteriemodule mit dem darin integrierten Mehrstufenwandler bei Abschaltung eine Spannungsfreiheit an den Spannungspolen. Dies ergibt wiederum eine verbesserte Wartbarkeit, da die Batteriemodule sehr einfach ausgetauscht werden können (im Prinzip wie Leuchtmittel im Haushalt). Es ergeben sich so verbesserte Service-Möglichkeiten und es kann eine Reduktion der Garantie-und-Kulanz-Kosten erreicht werden.
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Ferner ermöglicht der intuitiv einfache Aufbau, inklusive Berührschutz an den Batteriemodulen, die Installation bzw. den Austausch der Batteriemodule ohne Elektriker, so dass elektrisch unterwiesene Personen Installations- bzw. Wartungsarbeiten durchführen können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011004248 A1 [0005]
- DE 102012212556 A1 [0006]
- DE 102013215572 A1 [0007]