DE102005056972A1 - Energiespeichermodul - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Energiespeichermodul (1), aufweisend zumindest eine Energiespeichereinheit (2), eine Elektronikeinheit (3) und einen Träger (4), wobei die Energiespeichereinheit (2) und die Elektronikeinheit (3) an dem Träger (4) angeordnet sind.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Energiespeichermodul, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit Hybridantrieb.
• Energiespeichermodule, insbesondere Energiespeichermodule für Kraftfahrzeuge mit Hybridantrieb, sind bekannt.
• Als Hybridantrieb bezeichnet man die Kombination verschiedener Antriebsprinzipien oder verschiedener Energiequellen für eine Antriebsaufgabe innerhalb einer Anwendung. Kraftfahrzeuge mit Hybridantrieb, auch Hybridfahrzeuge genannt, weisen beispielsweise eine Verbrennungsmaschine und eine elektrische Maschine auf. Die elektrische Maschine ist i. d. R. als Starter-Generator ausgeführt, ersetzt somit Anlasser und Lichtmaschine, kann ein zusätzliches Boost-Moment, d. h. Beschleunigungsmoment, zum Vortrieb beitragen und ermöglicht die Rekuperation von Bremsenergie. Bei ausreichend elektrischer Leistung ist auch rein elektrisches Fahren möglich. Weiterhin weisen Hybridfahrzeuge einen oder mehrere Energiespeicher auf. Der Energiespeicher kann zum Starten und auch für Beschleunigungsvorgänge (Boost-Betrieb) genutzt werden. Der Energiespeicher wird während der Fahrt über den Generator vom Verbrennungsmotor gespeist. Zusätzlich wird der Energiespeicher durch Energierückgewinnung beim Bremsen (Rekuperation) aufgeladen. Über eine Steuerelektronik werden die verschiedenen Modi gesteuert, u. a., ob dem Energiespeicher Energie entnommen oder zugeführt werden soll.
• Bekannte Energiespeichermodule beinhalten Batteriezellen, eine Steuerelektronik, Schütze, Anschlüsse, Strommesssensoren, Wartungstrenner etc. Die Anordnung der Bauteile und die Verlegung der Kabel erfolgt dabei recht wahllos. Obwohl die genannten Teile funktionell zusammengehören, sind einzelne Teile oft ganz „ausgelagert" und besitzen ein eigenes Gehäuse.
• Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Energiespeichermodul bereitzustellen, das kompakt ist, eine einfache Montage erlaubt und kostengünstig hergestellt werden kann.
• Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
• Das Energiespeichermodul weist zumindest eine Energiespeichereinheit, eine Elektronikeinheit und einen Träger auf. Die Energiespeichereinheit und die Elektronikeinheit sind dabei an dem Träger angeordnet.
• Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Energiespeichermodul modular aufgebaut ist und der Träger die gemeinsame Plattform für sämtliche Bauteile bzw. Einheiten des Energiespeichermoduls bildet. Die einzelnen Einheiten, wie Energiespeichereinheit und Elektronikeinheit, werden vormontiert und anschließend auf den Träger aufgebracht. Das Energiespeichermodul kann selbstverständlich noch weitere Einheiten bzw. Bauteile aufweisen, wie beispielsweise eine Kühlung, einen Wärmetauscher, eine Heizung etc. Die Vormontierung der Einheiten vereinfacht deren Montage erheblich, da die verschiedenen anzubringenden Bauteile von allen Seiten zugänglich sind. Ebenso wird auf diese Weise eine kompakte Bauweise des Energiespeichermoduls gewährleistet, da alle Einheiten in einem Modul angeordnet sind und nicht separat, beispielsweise im Fahrzeug, ausgelagert sind. Gerade im Fahrzeugbau stellt eine kompakte Bauweise einen entscheidenden Vorteil dar, da der Bauraum im Fahrzeug bei steigender Teileanzahl begrenzt ist.
• Der modulare Aufbau stellt noch weitere Vorteile dar. So kann beispielsweise auf die Anforderungen der Bauteile bzw. Einheiten, wie beispielsweise Kühlungsbedarf oder Gefahr des Auslaufens von Flüssigkeiten, der jeweiligen Einheit entsprechend reagiert werden.
• Insbesondere sind die Energiespeichereinheit und die Elektronikeinheit separat an dem Träger anordenbar und jeweils separat austauschbar. Die meisten Bauteile, wie beispielsweise die Energiespeichereinheit, deren Lebensdauer deutlich kürzer als die Lebensdauer der Elektronikeinheit ist, müssen nach einer gewissen Zeit ersetzt werden. Auch in einem Schadensfall ist es wichtig, Bauteile schnell und ohne größeren Aufwand austauschen zu können. Das Energiespeichermodul bietet hier die Möglichkeit, dass sehr einfach die betreffende Einheit ausgetauscht werden kann, d. h. es ist nicht notwendig, das gesamte Energiespeichermodul zu ersetzen, sondern nur noch die jeweils betreffende Einheit. Auf diese Weise können zusätzlich Kosten eingespart werden, die sich gerade beim Endkunden auswirken.
• Vorzugsweise sind die Energiespeichereinheit und die Elektronikeinheit elektrisch miteinander verbunden, da die Elektronikeinheit u. a. steuert, ob der Energiespeichereinheit Energie entnommen oder zugeführt werden soll. Die Elektronikeinheit weist dazu vorzugsweise eine Steuerungs- und Regelungseinrichtung auf.
• In vorteilhafter Weise sind die elektrische Verbindung mittels Kabel und/oder Stromschienen ausgeführt. Diese elektrischen Verbindungen sind dabei so ausgeführt, dass sie im eingebauten Zustand leicht zugänglich sind. Vorzugsweise sind die Stromschienen in den Träger integriert.
• Das Energiespeichermodul weist vorzugsweise ein Gehäuse auf, wobei die Energiespeichereinheit und die Elektronikeinheit vom dem Gehäuse umgeben sind. Das Gehäuse ist dabei zumindest in zwei Gehäuseteile unterteilt, wobei der Träger, an dem die Energiespeichereinheit und die Elektronikeinheit angeordnet sind, als ein erstes Gehäuseteil und eine Abdeckung als ein zweites Gehäuseteil ausgebildet ist.
• Bei der Energiespeichereinheit kann es sich insbesondere um eine Batterie, wie beispielsweise eine Nickel-Metallhydrid-Batterie, handeln. Es können selbstverständlich auch andere Speicher, wie elektrische, magnetische, ultrakapazitive und/oder elektrochemische Speicher eingesetzt werden.
• In der nachfolgenden Beschreibung werden weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei sind in einzelnen Varianten beschriebene Merkmale und Zusammenhänge grundsätzlich auf alle Ausführungsbeispiele übertragbar. In den Zeichnungen zeigen:
• 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Energiespeichermoduls;
• 2 das erfindungsgemäße Energiespeichermodul von 1 in einer Draufsicht.
• 1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Energiespeichermoduls 1. An einem Träger 4 sind die Energiespeichereinheit 2 und die Elektronikeinheit 3 angeordnet. Der Träger 4, der gleichzeitig als ein erstes, in diesem Fall unteres, Gehäuseteil ausgebildet ist, kann beispielsweise eine Trägerwanne sein. Die Energiespeichereinheit 2 besteht aus mehreren Batteriezellen 5. Die Elektronikeinheit 3 umfasst u. a. die Steuerungs- und Regelungseinheit 6 sowie die Schütze 7. Der Träger 4 und eine nicht dargestellte Abdeckung bilden das Gehäuse des Energiespeichermoduls 1.
• 2 zeigt das erfindungsgemäße Energiespeichermodul 1 von 1 in einer Draufsicht. Das Energiespeichermodul 1 weist den Bereich A und den Bereich B auf. Bereich A ist die Energiespeichereinheit 2 und Bereich B die Elektronikeinheit 3. In 2 ist gut zu erkennen, dass sämtliche Bauteile eines Bereiches vormontiert werden können und anschließend als Einheit auf den Träger 4 aufgebracht werden können. Die Bereiche A und B sind miteinander elektrisch durch die Verbindungselemente 8 verbunden.

1

Energiespeichermodul

2

Energiespeichereinheit

3

Elektronikeinheit

4

Träger

5

Batteriezelle

6

Steuerungs- und Regelungseinrichtung

7

Schütz

8

elektrische Verbindungselemente

Claims (11)

1. Energiespeichermodul (1) aufweisend zumindest eine Energiespeichereinheit (2), eine Elektronikeinheit (3) und einen Träger (4), wobei die Energiespeichereinheit (2) und die Elektronikeinheit (3) an dem Träger (4) angeordnet sind.
2. Energiespeichermodul (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereinheit (2) und die Elektronikeinheit (3) separat an dem Träger (4) anordenbar sind.
3. Energiespeichermodul (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereinheit (2) und/oder die Elektronikeinheit (3) jeweils separat austauschbar sind.
4. Energiespeichermodul (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereinheit (2) und die Elektronikeinheit (3) elektrisch miteinander verbunden sind.
5. Energiespeichermodul (1) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung (8) mittels Kabel und/oder Stromschienen ausgeführt ist.
6. Energiespeichermodul (1) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschienen in den Träger integriert sind.
7. Energiespeichermodul (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiespeichermodul (1) ein Gehäuse aufweist, wobei die Energiespeichereinheit (2) und die Elektronikeinheit (3) vom dem Gehäuse umgeben sind.
8. Energiespeichermodul (1) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse zwei Gehäuseteile aufweist, wobei der Träger (4) als ein erstes Gehäuseteil ausgebildet ist und eine Abdeckung als ein zweites Gehäuseteil ausgebildet ist.
9. Energiespeichermodul (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit (3) eine Steuerungs- und Regelungseinrichtung (6) aufweist.
10. Energiespeichermodul (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereinheit (2) zumindest eine Batterie (5) aufweist.
11. Energiespeichermodul (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiespeichermodul (1) in einem Kraftfahrzeug angeordnet ist.