DE102012107866A1 - Battery for motor car such as electric car, has battery module which comprises battery cells stacked side by side or sequentially arranged, and includes dummy cell that is arranged with temperature sensor between two battery cells - Google Patents

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Abstract

The battery (10) has several battery modules (12), in which each battery module comprises several battery cells stacked side by side or sequentially arranged. The battery module includes a dummy cell that is arranged with a temperature sensor between two battery cells. Each dummy cell comprises two temperature sensors, in which one temperature sensor detects the temperature of first side of dummy cell and other temperature sensor detects the temperature of second side of the dummy cell positioned in the battery cell of respective battery module.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugbatterie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a motor vehicle battery according to the preamble of claim 1.

Aus der Praxis bekannte Kraftfahrzeugbatterien, wie sie zum Beispiel als Energiespeicher bzw. Traktionsbatterie in Hybridfahrzeugen oder Elektrofahrzeugen zum Einsatz kommen, verfügen typischerweise über mehrere Batteriemodule, wobei jedes Batteriemodul mehrere Batteriezellen aufweist. Um einen ordnungsgemäßen Betrieb einer Kraftfahrzeugbatterie und eine Beschädigung einer Kraftfahrzeugbatterie zu vermeiden, muss dieselbe in einem definierten Temperaturbereich betrieben werden. Bislang bereitet es Schwierigkeiten, die Temperatur einer Kraftfahrzeugbatterie, die mehrere Batteriemodule mit jeweils mehreren Batteriezellen aufweist, einfach und zuverlässig zu bestimmen. Insbesondere bereitet die Platzierung von Temperatursensoren Schwierigkeiten. Motor vehicle batteries known from practice, such as are used, for example, as energy stores or traction batteries in hybrid vehicles or electric vehicles, typically have a plurality of battery modules, each battery module having a plurality of battery cells. To avoid proper operation of a motor vehicle battery and damage to a motor vehicle battery, it must be operated within a defined temperature range. So far, it is difficult to easily and reliably determine the temperature of a motor vehicle battery having a plurality of battery modules each having a plurality of battery cells. In particular, the placement of temperature sensors presents difficulties.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde eine neuartige Kraftfahrzeugbatterie zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch eine Kraftfahrzeugbatterie gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist zwischen mindestens zwei Batteriezellen mindestens eines Batteriemoduls eine Blindzelle mit mindestens einem Temperatursensor angeordnet ist. Mit der Erfindung wird vorgeschlagen, zwischen zwei stapelartig hintereinander bzw. nebeneinander positionierten Batteriezellen eines Batteriemoduls eine Blindzelle zu positionieren, wobei die Blindzelle mindestens einen Temperatursensor umfasst. Auf diese Art und Weise ist es möglich, Temperaturensensoren einfach und zuverlässig in einem Stapel von Batteriezellen zu positionieren. Hiermit können die Temperatur der Batteriemodule einer Kraftfahrzeugbatterie und damit die Temperatur der Kraftfahrzeugbatterie sicher und zuverlässig bestimmt werden. Proceeding from this, the object of the invention is to provide a novel motor vehicle battery. This object is achieved by a motor vehicle battery according to claim 1. According to the invention, a dummy cell with at least one temperature sensor is arranged between at least two battery cells of at least one battery module. With the invention, it is proposed to position a dummy cell between two battery cells of a battery module positioned one behind the other or next to one another, wherein the dummy cell comprises at least one temperature sensor. In this way, it is possible to easily and reliably position temperature sensors in a stack of battery cells. Hereby, the temperature of the battery modules of a motor vehicle battery and thus the temperature of the motor vehicle battery can be determined reliably and reliably.

Vorzugsweise ist zwischen mindestens zwei Batteriezellen jedes Batteriemoduls jeweils eine Blindzelle mit jeweils mindestens einem in die jeweilige Blindzelle integrierten Temperatursensor angeordnet ist. Eine Ausgestaltung, bei welcher jedes Batteriemodul der Kraftfahrzeugbatterie mindestens eine Blindzelle mit jeweils mindestens einem in die Blindzelle integrierten Temperatur umfasst, ist besonders bevorzugt. Auf diese Art und Weise kann dann für jedes Batteriemodul der Kraftfahrzeugbatterie eine modulindividuelle Temperatur bestimmt werden, um aus den modulindividuellen Temperaturen dann die Temperatur der Kraftfahrzeugbatterie zu bestimmen. Preferably, in each case one dummy cell is arranged between at least two battery cells of each battery module, each having at least one temperature sensor integrated in the respective dummy cell. An embodiment in which each battery module of the motor vehicle battery comprises at least one dummy cell, each having at least one temperature integrated into the dummy cell, is particularly preferred. In this way, a module-specific temperature can then be determined for each battery module of the motor vehicle battery to then determine the temperature of the motor vehicle battery from the module-specific temperatures.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist jede Blindzelle zwei Temperatursensoren auf, nämlich einen ersten Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur einer zu einer ersten Seite der Blindzelle positionierten Batteriezelle des jeweiligen Batteriemoduls und einen zweiten Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur einer zu einer zweiten Seite der Blindzelle positionierten Batteriezelle des jeweiligen Batteriemoduls. Nach dieser vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden über jede Bindzelle zwei Temperaturwerte erfasst, nämlich eine Temperatur einer auf der ersten Seite der Blindzelle positionierten Batteriezelle und weiterhin eine Temperatur einer auf der zweiten Seite der Blindzelle positionierten Batteriezelle. Hiermit ist dann eine noch genauere Temperaturerfassung möglich. According to an advantageous development of the invention, each dummy cell has two temperature sensors, namely a first temperature sensor for detecting the temperature of a battery cell of the respective battery module positioned to a first side of the dummy cell and a second temperature sensor for detecting the temperature of a battery cell positioned to a second side of the dummy cell of the respective battery module. According to this advantageous development of the invention, two temperature values are detected via each binding cell, namely a temperature of a battery cell positioned on the first side of the dummy cell and furthermore a temperature of a battery cell positioned on the second side of the dummy cell. Hereby an even more accurate temperature detection is possible.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Kraftfahrzeugbatterie eine Steuerungseinrichtung auf, die zur Ermittlung einer Temperatur der Kraftfahrzeugbatterie einen Mittelwert über die Messwerte aller Temperatursensor aller Blindzellen bestimmt. Diese Bestimmung der Temperatur der Kraftfahrzeugbatterie aus den Temperaturen der Batteriemodule ist einfach und zuverlässig. According to an advantageous development of the invention, the motor vehicle battery has a control device which determines an average value for the determination of a temperature of the motor vehicle battery via the measured values of all temperature sensors of all dummy cells. This determination of the temperature of the motor vehicle battery from the temperatures of the battery modules is simple and reliable.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt: Preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the description below. Embodiments of the invention will be described, without being limited thereto, with reference to the drawings. Showing:

1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbatterie; 1 a perspective view of a motor vehicle battery according to the invention;

2 eine perspektivische Ansicht eines Batteriemoduls der Kraftfahrzeugbatterie; und 2 a perspective view of a battery module of the motor vehicle battery; and

3 einen Detail des Batteriemoduls der 2. 3 a detail of the battery module the 2 ,

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugbatterie, die als Traktionsbatterie bzw. als elektrischer Energiespeicher in einem Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug genutzt wird. Im motorischen Betrieb einer elektrischen Maschine des Kraftfahrzeugs kann die Kraftfahrzeugbatterie stärker entladen und im generatorischen Betrieb stärker aufgeladen werden. The present invention relates to a motor vehicle battery, which is used as a traction battery or as an electrical energy storage in a hybrid vehicle or electric vehicle. In motor operation of an electrical machine of the motor vehicle, the motor vehicle battery can be discharged more heavily and charged more in regenerative operation.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht auf eine teilweise geöffnete Kraftfahrzeugbatterie 10. Die Kraftfahrzeugbatterie 10 umfasst ein Gehäuse 11, in welchem mehrere Batteriemodule 12 aufgenommen sind, nämlich im Ausführungsbeispiel zwei übereinander positionierte Lagen aus jeweils vier Batteriemodulen 12. Die Anzahl der Batteriemodule 12 je Lage und die Anzahl der Lagen von Batteriemodulen 12 ist beliebig. 1 shows a perspective view of a partially opened motor vehicle battery 10 , The motor vehicle battery 10 includes a housing 11 in which several battery modules 12 are recorded, namely in the exemplary embodiment, two superimposed layers of four battery modules 12 , The number of battery modules 12 each layer and the number of layers of battery modules 12 is arbitrary.

Wie bereits ausgeführt, sind im gezeigten Ausführungsbeispiel die beiden Lagen aus den jeweils mehreren Batteriemodulen 12 in dem Batteriegehäuse 11 aufgenommen, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel das Batteriegehäuse 11 von einem Innengehäuse 13 und einem Außengehäuse 14 gebildet ist. Gegebenenfalls kann auf das Außengehäuse 14 verzichtet werden, wobei dann das Gehäuse 11 ausschließlich vom Innengehäuse 13 gebildet wird. As already stated, in the embodiment shown, the two layers of the respective plurality of battery modules 12 in the battery case 11 taken, in the illustrated embodiment, the battery case 11 from an inner case 13 and an outer casing 14 is formed. Optionally, on the outer housing 14 be waived, in which case the housing 11 only from the inner housing 13 is formed.

Jedes Batteriemodul 12 verfügt über mehrere Batteriezellen 15 (siehe 3), die stapelartig hintereinander bzw. nebeneinander angeordnet sind, wobei parallel zu den Seitenwänden eines solchen Stapels aus Batteriezellen 15 und damit an den Seitenwänden des Batteriemoduls 12 Modulwände 16 des Batteriemoduls 12 positioniert bzw. ausgebildet sind, welche die Batteriezellen 15 und damit das Batteriemodul 12 begrenzen. In 2 sind die Batteriezellen 15 von den Modulwänden 16 verdeckt. Every battery module 12 has several battery cells 15 (please refer 3 ), which are arranged in a stack after one another or next to each other, wherein parallel to the side walls of such a stack of battery cells 15 and thus on the side walls of the battery module 12 module walls 16 of the battery module 12 are positioned or formed, which the battery cells 15 and thus the battery module 12 limit. In 2 are the battery cells 15 from the module walls 16 covered.

Jede Batteriezelle 15 jedes Batteriemoduls 12 verfügt über Anschlusspole 17. Die Anschlusspole 17 dienen dem elektrischen Zusammenschalten der einzelnen Batteriezellen 15 zum jeweiligen Batteriemodul 12 und dem elektrischen Zusammenschalten der einzelnen Batteriemodule 12 zur Kraftfahrzeugbatterie 10. Every battery cell 15 every battery module 12 has connection poles 17 , The connecting poles 17 serve the electrical interconnection of the individual battery cells 15 to the respective battery module 12 and the electrical interconnection of the individual battery modules 12 to the motor vehicle battery 10 ,

Gemäß 3 umfasst das in 3 gezeigte Batteriemodul 12 an einer Position des Stapels aus den stapelartig nebeneinander bzw. hintereinander angeordneten Batteriezellen eine Blindzelle 18 mit mindestens einem Temperatursensor 19. Im gezeigten Ausführungsbeispiel der 3 sind in die Blindzelle 18, die vorzugsweise an einer mittleren Position des Stapels der nebeneinander bzw. hintereinander angeordneten Batteriezellen 15 positioniert ist, zwei Temperatursensoren 19 integriert. According to 3 includes the in 3 shown battery module 12 at a position of the stack of the stacked next to each other or successively arranged battery cells, a dummy cell 18 with at least one temperature sensor 19 , In the illustrated embodiment of the 3 are in the dummy cell 18 preferably at a middle position of the stack of juxtaposed or successively arranged battery cells 15 is positioned, two temperature sensors 19 integrated.

Es sei darauf hingewiesen, dass je Batteriemodul 12 und damit je Stapel aus hintereinander bzw. nebeneinander angeordneten Batteriezellen 15 auch mehr als eine Blindzelle 18 mit jeweils mindestens einem Temperatursensor 19 vorhanden sein kann, wobei die mehreren Blindzellen 18 dann an unterschiedlichen Positionen des Stapels zwischen jeweils zwei Batteriezellen 15 eingeschoben sind. It should be noted that per battery module 12 and thus each stack of successively or juxtaposed battery cells 15 also more than one dummy cell 18 each with at least one temperature sensor 19 may be present, with the multiple dummy cells 18 then at different positions of the stack between each two battery cells 15 are inserted.

Im gezeigten, bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, in welchem eine Blindzelle 18 mit zwei in dieselben integrierten Temperatursensoren 19 vorhanden ist, dient ein erster Temperatursensor der Erfassung der Temperatur der zu einer ersten Seite der Blindzelle 18 positionierten Batteriezelle 15 und ein zweiter Temperatursensor 19 dient der Erfassung der Temperatur der zu der zweiten Seite der Blindzelle 18 positionierten, gegenüberliegenden Batteriezelle 15 des Batteriemoduls 12. In the illustrated, preferred embodiment of the invention, in which a dummy cell 18 with two integrated temperature sensors 19 is present, a first temperature sensor is used to detect the temperature of a first side of the dummy cell 18 positioned battery cell 15 and a second temperature sensor 19 is used to detect the temperature of the second side of the dummy cell 18 positioned, opposite battery cell 15 of the battery module 12 ,

Messwerte, die von dem oder jedem Temperatursensor 19 der jeweiligen Blindzelle 18 erfasst werden, können über ein Datenkabel 20, welches an den Temperatursensoren 19 der jeweiligen Blindzelle 18 angreift, an eine Steuerungseinrichtung 21 (siehe 2) des jeweiligen Batteriemoduls 12 weitergeleitet werden, wobei eine übergeordnete Batteriesteuerungseinrichtung oder eine der Steuerungseinrichtungen 21 der zusammengeschalteten Batteriemodule 12 zur Ermittlung der Temperatur der Kraftfahrzeugbatterie 10 aus den von den Temperatursensoren 19 aller Blindzellen 18 bereitgestellten Messwerten einen Mittelwert bildet, welcher als Temperatur der Kraftfahrzeugbatterie 10 verwendet wird. Readings taken by the or each temperature sensor 19 the respective dummy cell 18 can be captured via a data cable 20 , which at the temperature sensors 19 the respective dummy cell 18 attacks, to a control device 21 (please refer 2 ) of the respective battery module 12 be forwarded, wherein a higher-level battery control device or one of the control devices 21 the interconnected battery modules 12 for determining the temperature of the motor vehicle battery 10 from those of the temperature sensors 19 all dummy cells 18 provided measured values forms an average, which is the temperature of the motor vehicle battery 10 is used.

Die Abmessung einer Blindzelle 18 entspricht vorzugsweise der Abmessung der Batteriezellen 15. So kann 3 entnommen werden, dass die Breite und Höhe der Blindzelle 18 der Breite und Höhe der Batteriezellen 15 entspricht. Die Dicke der Blindzelle 18 ist so dimensioniert, dass dieselbe platzsparend zwischen zwei Batteriezellen 15 angeordnet werden kann und gleichzeitig eine sichere Aufnahme des oder jedes Temperatursensors 19 möglich ist. The dimension of a dummy cell 18 preferably corresponds to the dimension of the battery cells 15 , So can 3 be taken that the width and height of the dummy cell 18 the width and height of the battery cells 15 equivalent. The thickness of the dummy cell 18 is dimensioned so that it saves space between two battery cells 15 can be arranged while a secure recording of the or each temperature sensor 19 is possible.

Claims (5)

Kraftfahrzeugbatterie, mit mindestens einem Batteriemodul (12), wobei das oder jedes Batteriemodul (12) mehrere stapelartig nebeneinander bzw. hintereinander angeordnete Batteriezellen (15) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen mindestens zwei Batteriezellen (15) mindestens eines Batteriemoduls (12) eine Blindzelle (18) mit mindestens einem Temperatursensor (19) angeordnet ist. Motor vehicle battery, with at least one battery module ( 12 ), wherein the or each battery module ( 12 ) a plurality of stacked juxtaposed or successively arranged battery cells ( 15 ), characterized in that between at least two battery cells ( 15 ) at least one battery module ( 12 ) a dummy cell ( 18 ) with at least one temperature sensor ( 19 ) is arranged. Kraftfahrzeugbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen mindestens zwei Batteriezellen (15) jedes Batteriemoduls (12) jeweils eine Blindzelle (18) mit jeweils mindestens einem in die jeweilige Blindzelle (18) integrierten Temperatursensor (19) angeordnet ist. Motor vehicle battery according to claim 1, characterized in that between at least two battery cells ( 15 ) of each battery module ( 12 ) one dummy cell each ( 18 ) each with at least one into the respective dummy cell ( 18 ) integrated temperature sensor ( 19 ) is arranged. Kraftfahrzeugbatterie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Batteriemodul (12) an einer vorzugsweise mittleren Position des Stapels der nebeneinander bzw. hintereinander angeordneten Batteriezellen (15) eine Blindzelle (18) mit mindestens einem Temperatursensor (19) aufweist. Motor vehicle battery according to claim 1 or 2, characterized in that each battery module ( 12 ) at a preferably middle position of the stack of juxtaposed or successively arranged battery cells ( 15 ) a dummy cell ( 18 ) with at least one temperature sensor ( 19 ) having. Kraftfahrzeugbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Blindzelle (18) zwei Temperatursensoren (19) aufweist, nämlich einen ersten Temperatursensor (19) zur Erfassung der Temperatur einer zu einer ersten Seite der Blindzelle (18) positionierten Batteriezelle (15) des jeweiligen Batteriemoduls (12) und einen zweiten Temperatursensor (19) zur Erfassung der Temperatur einer zu einer zweiten Seite der Blindzelle (18) positionierten Batteriezelle (15) des jeweiligen Batteriemoduls (12). Motor vehicle battery according to one of claims 1 to 3, characterized in that each dummy cell ( 18 ) two temperature sensors ( 19 ), namely a first temperature sensor ( 19 ) for detecting the temperature of a to a first side of the dummy cell ( 18 ) positioned battery cell ( 15 ) of the respective battery module ( 12 ) and a second temperature sensor ( 19 ) for detecting the temperature of a to a second side of the dummy cell ( 18 ) positioned battery cell ( 15 ) of the respective battery module ( 12 ). Kraftfahrzeugbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch eine Steuerungseinrichtung (21), die zur Ermittlung einer Temperatur der Kraftfahrzeugbatterie einen Mittelwert über die Messwerte aller Temperatursensor (19) aller Blindzellen (18) bestimmt. Motor vehicle battery according to one of claims 1 to 4, characterized by a control device ( 21 ), which for determining a temperature of the motor vehicle battery an average value over the measured values of all temperature sensor ( 19 ) of all dummy cells ( 18 ) certainly.
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