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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Prüfung der elektrischen Isolierung von Zellgehäusen eines eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Batteriezellen umfassenden Batteriemoduls, wobei die Vorrichtung eine Messeinrichtung mit wenigstens einem ersten Messanschluss zur elektrischen Kontaktierung eines Zellgehäuses einer Batteriezelle des Batteriemoduls und wenigstens einem zweiten Messanschluss zur elektrischen Kontaktierung eines Zellterminals einer Batteriezelle des Batteriemoduls umfasst.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Prüfung der elektrischen Isolierung von Zellgehäusen eines eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Batteriezellen umfassenden Batteriemoduls.
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Stand der Technik
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Batteriemodule, wie insbesondere als Energiespeicher zur Bereitstellung der elektrischen Energie für Hybrid-, Plug-In-Hybrid- oder Elektrofahrzeuge ausgebildete Batteriemodule, umfassen üblicherweise mehrere Batteriezellen, insbesondere nachladbare Lithium-Ionen-Zellen. In der Druckschrift
DE 10 2012 203 289 A1 ist beispielsweise eine mögliche Ausgestaltung für ein solches Batteriemodul offenbart. Eine weitere Ausgestaltung ist beispielsweise in der Druckschrift
DE 10 2010 020 065 A1 offenbart. Wie insbesondere aus der Druckschrift
DE 10 2012 203 289 A1 ersichtlich, sind die Batteriezellen eines Batteriemoduls in der Regel unmittelbar nebeneinander angeordnet.
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Die Batteriezellen eines solchen Batteriemoduls weisen dabei üblicherweise jeweils eine negative Elektrode und eine positive Elektrode auf und sind von einem Zellgehäuse umgeben, welches insbesondere ein Eindringen von Feuchtigkeit verhindern sollen. Zur elektrisch leitfähigen Kontaktierung der Batteriezellen weisen diese üblicherweise Zellterminals auf. Mittels sogenannter Zellverbinder werden die Batteriezellen über die Zellterminals miteinander zu dem Batteriemodul elektrisch verschaltet. Ein erstes Zellterminal einer Batteriezelle ist dabei üblicherweise mit der negativen Elektrode der Batteriezelle und ein zweites Zellterminal mit der positiven Elektrode der Batteriezelle elektrisch leitend verbunden. Auf dem Zellgehäuse einer Batteriezelle liegt dabei üblicherweise das gleiche elektrische Potential an, wie an dem zweiten Zellterminal, also das Potential der positiven Elektrode (Plus-Pol).
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Aus diesem Grund ist es erforderlich, jedes Zellgehäuse einer Batteriezelle eines Batteriemoduls zu allen angrenzenden leitenden Materialien, insbesondere zu den Zellgehäusen benachbarter Batteriezellen, elektrisch zu isolieren, um Kurzschlüsse zu vermeiden.
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Um darüber hinaus Kurzschlüsse aufgrund von beschädigten Isolierungen eines Zellgehäuses einer Batteriezelle eines Batteriemoduls zu vermeiden, werden zur Prüfung der elektrischen Isolierung der Zellgehäuse der Batteriezellen eines Batteriemoduls Isolationsmessungen zu den benachbarten Batteriezellen sowie zu einer leitenden Bodenplatte mittels bekannter Messeinrichtungen, insbesondere mittels Widerstandsmesseinrichtungen oder Strommesseinrichtungen, durchgeführt. Hierbei besteht das Problem, dass im Falle von Isolationsfehlern an mindestens zwei Zellgehäusen eines Batteriemoduls gegenüber der leitenden Bodenplatte ein Kurzschluss entsteht, der zu Schäden an den Batteriezellen führen kann.
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, die Prüfung der elektrischen Isolierung von Zellgehäusen der Batteriezellen eines Batteriemoduls zu verbessern. Insbesondere soll hierzu eine Vorrichtung bereitgestellt werden, welche es ohne großen Zeitaufwand ermöglicht, nach der Montage der Zellverbinder an den Batteriezellen eines Batteriemoduls die elektrische Isolierung jedes Zellgehäuses der Batteriezellen des Batteriemoduls zu prüfen, vorzugsweise ohne dass bei beschädigter Isolierung das Batteriemodul beschädigt wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Zur Lösung der Aufgabe wird eine Vorrichtung zur Prüfung der elektrischen Isolierung von Zellgehäusen eines eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Batteriezellen umfassenden Batteriemoduls vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung eine Messeinrichtung mit wenigstens einem ersten Messanschluss zur elektrischen Kontaktierung eines Zellgehäuses einer Batteriezelle des Batteriemoduls und wenigstens einem zweiten Messanschluss zur elektrischen Kontaktierung eines Zellterminals einer Batteriezelle des Batteriemoduls und einen elektrisch isolierenden Grundkörper mit einer ebenen Fläche zur Aufnahme des Batteriemoduls umfasst, wobei die ebene Fläche des Grundkörpers elektrisch leitfähige Kontaktelemente aufweist, welche derart angeordnet sind, dass bei Anordnung des Batteriemoduls auf der ebenen Fläche ein Zellgehäuse einer Batteriezelle des Batteriemoduls jeweils mit einem Kontaktelement kontaktiert ist, wobei ein kontaktiertes Kontaktelement jeweils als erster Messanschluss nutzbar ist.
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Vorzugsweise ist der Grundkörper als Grundplatte ausgebildet. Die Kontaktelemente können insbesondere aus einer Kupferlegierung sein. Die Messeinrichtung der Vorrichtung kann insbesondere eine im Stand der Technik bekannte Vorrichtung sein, mit welcher die elektrische Leitfähigkeit zwischen dem wenigstens einen ersten Messanschluss und dem wenigstens einen zweiten Messanschluss ermittelbar ist, insbesondere eine Widerstandsmesseinrichtung oder eine Strommesseinrichtung.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper Markierungen und/oder Führungen, vorzugsweise positionierbare Führungen, umfasst, derart, dass ein Batteriemodul zur Prüfung der Isolierung der Zellgehäuse des Batteriemoduls passend auf der ebenen Fläche des Grundkörpers derart angeordnet werden kann, dass ein Zellgehäuse einer Batteriezelle des Batteriemoduls jeweils ein Kontaktelement kontaktiert.
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Vorzugsweise umfassen die Kontaktelemente der Vorrichtung jeweils eine Anschlussleitung, über welche die Kontaktelemente jeweils mit der Messeinrichtung verbunden sind beziehungsweise verbindbar sind, vorzugsweise über wenigstens eine Schalteinrichtung.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung wenigstens eine Schalteinheit, mit der die Kontaktelemente elektrisch leitfähig verbunden sind, derart, dass mittels der wenigstens einen Schalteinheit festlegbar ist, welches der Kontaktelemente der erste Messanschluss ist oder welche der Kontaktelemente die ersten Messeanschlüsse sind. Hierzu umfasst die wenigstens eine Schalteinheit vorzugsweise ein entsprechendes Wahlelement, vorzugsweise einen Wahlschalter.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass mittels der wenigstens einen Schalteinheit festlegbar ist, dass genau ein bestimmtes Kontaktelement der Vorrichtung der erste Messanschluss der Vorrichtung ist. Hierdurch ist vorteilhafterweise gezielt die elektrische Isolierung eines einzelnen bestimmten Zellgehäuses einer Batteriezelle des Batteriemoduls überprüfbar. Darüber hinaus ist insbesondere vorgesehen, dass mittels der Schalteinheit festlegbar ist, dass sämtliche Kontaktelemente erste Messanschlüsse sind, sodass direkt für alle Zellgehäuse des Batteriemoduls mit Durchführung einer Messung festgestellt werden kann, ob bei zumindest einem Zellgehäuse des Batteriemoduls die Isolierung beschädigt ist. Darüber hinaus ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass mittels der wenigstens einen Schalteinheit eine frei wählbare Anzahl von Kontaktelementen als erste Messanschlüsse auswählbar ist. Vorteilhafterweise umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Anzeigeeinrichtung, die darstellt, welche Kontaktelemente als erste Messanschlüsse ausgewählt sind. Vorzugsweise ist hierzu die ebene Fläche des Grundkörpers mit den Kontaktelementen graphisch nachgebildet, wobei als erste Messanschlüsse ausgewählte Kontaktelemente in der graphischen Darstellung vorteilhafterweise optisch hervorgehoben sind.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Vorrichtung eine Mehrzahl von hochohmigen Widerständen umfasst, wobei die Kontaktelemente jeweils über einen der hochohmigen Widerstände elektrisch leitfähig miteinander verbunden oder mittels einer Schalteinheit der Vorrichtung miteinander verbindbar sind. Ein hochohmiger Widerstand im Sinne der vorliegenden Erfindung ist insbesondere ein 1-kΩ-Widerstand (kΩ: Kiloohm). Insbesondere wenn alle Kontaktelemente der Vorrichtung als erste Messanschlüsse fungieren, wird im Falle von mehreren Isolationsfehlern an verschiedenen Zellgehäusen eines Batteriemoduls durch die hochohmigen Widerstände vorteilhafterweise der fließende Strom begrenzt. Die Batteriezellen des Batteriemoduls werden hierbei durch die Isolationsfehler im Rahmen der Prüfung vorteilhafterweise nicht geschädigt. Die Wahl eines 1-kΩ-Widerstands ist besonders vorteilhaft, da Verfälschungen der Messergebnisse durch diesen Widerstand vernachlässigbar sind, da ein 1-kΩ-Widerstandswert deutlich von dem Widerstandswert des Kontaktwiderstands zwischen den Zellgehäuseböden und den Kontaktelementen des Grundkörpers abweicht.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Vorrichtung Mittel zur Fixierung des Batteriemoduls auf der ebenen Fläche des Grundkörpers. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Mittel zur Fixierung ausgebildet ist, das Batteriemodul mit einem erhöhten Anpressdruck auf der ebenen Fläche des Grundkörpers zu fixieren. Der Anpressdruck sollte vorzugsweise gleich dem späteren beim Verbau des Batteriemoduls entsprechenden Anpressdruck sein. Hierdurch ist die Überprüfung vorteilhafterweise verbessert an die bei Verwendung des Batteriemoduls herrschenden äußeren Bedingungen angepasst. Vorzugsweise wird das Batteriemodul dabei mit dem Grundkörper verspannt. Durch den erhöhten Anpressdruck ist vorteilhafterweise die Kontaktierung zwischen den Kontaktelementen des Grundkörpers und den Zellgehäusen der Batteriezellen des Batteriemoduls verbessert. Als Mittel zur Fixierung können insbesondere Spannbügel vorgesehen werden, welche nach dem Anordnen des Batteriemoduls auf dem Grundkörper an dem Batteriemodul angeordnet werden und durch Betätigung eines Spannhebels das Batteriemodul mit dem Grundkörper verspannen.
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Vorteilhafterweise weist die Vorrichtung eine Signalisierungseinrichtung zur Signalisierung eines Defektes der Isolierung eines Zellgehäuses einer Batteriezelle des Batteriemoduls auf. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Signalisierungseinrichtung zur akustisch und/oder visuell wahrnehmbaren Signalisierung ausgebildet ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Signaleinrichtung einen Signalton erzeugt, wenn bei Durchführung einer Messung ein Fehler an wenigstens einer Isolierung eines Zellgehäuses erkannt wurde, und/oder mittels einer Anzeigeeinrichtung ein Fehlerhinweis, beispielsweise durch Einblenden eines Fehlertextes und/oder durch Aufleuchten einer Signallampe, signalisiert wird. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass jedem Kontaktelement eine Signalisierungseinrichtung zur visuellen Signalisierung eines Isolationsfehlers zugeordnet ist, insbesondere eine LED (LED: Light Emitting Diode), wobei ein Aufleuchten der LED einen Isolationsfehler des Zellgehäuses bei der auf dem betreffenden Kontaktierungselement angeordneten Batteriezelle signalisiert.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, ist vorgesehen, dass der Grundkörper der Vorrichtung Mittel zur Erfassung der Belegung eines Kontaktelementes mit einer Batteriezelle umfasst, wobei vorzugsweise automatisiert unter Berücksichtigung der Belegung von Kontaktelementen eine Prüfung der Isolierung der Zellgehäuse durchführbar ist. Die Erfassung der Belegung kann beispielsweise mittels eines lichtempfindlichen Sensors und/oder eines Drucksensors erfolgen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung ein Deckelelement zum Aufbringen auf ein auf der ebenen Fläche des Grundkörpers angeordnetes Batteriemodul umfasst, wobei der Deckel vorzugsweise Kontaktelemente zum Kontaktieren des die negative Elektrode der Batteriezelle kontaktierenden Zellterminals der Batteriezelle aufweist. Vorteilhafterweise sind hierbei jeweils Kontaktierungspaare zwischen einem Kontaktelement des Grundkörpers als erstem Messanschluss und einem Kontaktelement des Deckels als zweitem Messanschluss ausgebildet.
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Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe wird des Weiteren ein Verfahren zur Prüfung der elektrischen Isolierung von Zellgehäusen eines eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Batteriezellen umfassenden Batteriemoduls unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgeschlagen, wobei ein Batteriemodul auf der ebenen Fläche des Grundkörpers derart angeordnet wird, dass jeweils ein Zellgehäuse einer Batteriezelle des Batteriemoduls mit einem Kontaktelement des Grundkörpers kontaktiert ist, der wenigstens eine zweite Messanschluss mit dem jeweiligen Zellterminal einer Batteriezelle des Batteriemoduls, deren Zellgehäuse zu überprüfen ist, elektrisch leitfähig kontaktiert wird, und wenigstens eine Messung zur Ermittlung der elektrischen Leitfähigkeit zwischen dem wenigstens einen ersten Messanschluss und dem wenigstens einen zweiten Messanschluss mittels der Messeinrichtung der Vorrichtung durchgeführt wird. Zur Durchführung der Messung ist insbesondere vorgesehen, dass der wenigstens eine zweite Messanschluss mit dem Minuspol einer zu überprüfenden Batteriezelle elektrisch verbunden wird und dann durch die Batteriezelle, welche von dem zu überprüfenden Zellgehäuse umgeben ist, hindurch zu dem als erster Messanschluss fungierenden Kontaktelement des Grundkörpers, auf dem die Batteriezelle angeordnet ist, gemessen wird. Der wenigstens eine zweite Messanschluss kann dabei insbesondere als Anschlussklemme ausgebildet sein.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass zum Durchführen der Messung eine Messspannung zwischen dem wenigstens einen ersten Messanschluss und dem wenigstens einen zweiten Messanschluss angelegt wird. Vorzugsweise übersteigt die Messspannung dabei die Batteriezellspannung um ein Vielfaches, besonders bevorzugt wenigstens um das 100-fache. Insbesondere ist vorgesehen, dass die angelegte Messspannung 2,2 kV (kV: Kilovolt) bei einer Batteriezellspannung von etwa 4 V (V: Volt) beträgt. Die Auswirkung der Batteriezellspannung auf das Messergebnis ist hierbei vorteilhafterweise vernachlässigbar.
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Vorzugsweise wird bei der Durchführung der Messung der elektrische Widerstand zwischen dem wenigstens einen ersten Messanschluss und dem wenigstens einen zweiten Messanschluss oder der zwischen dem wenigstens einen ersten Messanschluss und dem wenigstens einen zweiten Messanschluss fließende elektrische Strom als Messwert erfasst. Die Messeinrichtung der Vorrichtung ist hierzu entsprechend ausgebildet, wie bei im Stand der Technik bekannten Messeinrichtungen hinlänglich bekannt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mittels der Signalisierungseinrichtung der Vorrichtung ein Isolierungsfehler signalisiert wird, wenn der bezüglich des elektrischen Widerstandes zwischen dem wenigstens einen ersten Messanschluss und dem wenigstens einen zweiten Messanschluss erfasste Messwert einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet oder ein bezüglich des zwischen dem wenigstens einen ersten Messkontakt und dem wenigstens einen zweiten Messkontakt fließenden elektrischen Stroms erfasster Messwert einen vorgegebenen weiteren Grenzwert überschreitet. Zur Signalisierung wird vorzugsweise ein Signalton erzeugt und/oder ein Fehlertext generiert und/oder ein Lichtsignal erzeugt.
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Darüber hinaus ist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass eine durchgeführte Prüfung der elektrischen Isolierung von Zellgehäusen eines Batteriemoduls in den Fehlerspeicher der jeweiligen Batteriezellen des überprüften Batteriemoduls und/oder in den Fehlerspeicher des Batteriemoduls eingetragen wird, vorzugsweise zusammen mit einer Information hinsichtlich der Art der Prüfung und/oder einer Information hinsichtlich des Datums der Durchführung der Prüfung. Insbesondere kann hierzu vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Schnittstelle zum Anschließen eines Steuergerätes aufweist, vorzugsweise eines Steuergerätes zur Überwachung und Regelung des Betriebs eines Batteriemoduls, wie insbesondere eine Battery Control Unit (BCU), sodass über die Schnittstelle die wenigstens eine Information hinsichtlich der durchgeführten Prüfung in den beziehungsweise in die entsprechenden Fehlerspeicher geschrieben werden kann.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten, Merkmale und Ausgestaltungsdetails der Erfindung werden im Zusammenhang mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigt:
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1 in einer vereinfachten schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Überprüfung der elektrischen Isolierung von Zellgehäusen; und
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2 in einer vereinfachten schematischen Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Überprüfung der elektrischen Isolierung von Zellgehäusen.
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Das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung 1 zur Prüfung der elektrischen Isolierung von Zellgehäusen eines eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Batteriezellen umfassenden Batteriemoduls umfasst eine Messeinrichtung 2 mit wenigstens einem ersten Messanschluss 3 zur elektrischen Kontaktierung eines Zellgehäuses einer Batteriezelle des Batteriemoduls und wenigstens einem zweiten Messanschluss 4 zur elektrischen Kontaktierung eines Zellterminals einer Batteriezelle des Batteriemoduls. Die Vorrichtung 1 umfasst ferner einen elektrisch isolierenden Grundkörper 5 mit einer ebenen Fläche 6 zur Aufnahme des Batteriemoduls. Der Grundkörper 5 ist dabei vorzugsweise als Grundplatte ausgebildet. Die ebene Fläche 6 des Grundkörpers 5 weist elektrisch leitfähige Kontaktelemente 7 auf.
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Die Kontaktelemente 7 des Grundkörpers 5 sind vorzugsweise aus einem elektrisch gut leitfähigen metallischen Werkstoff, insbesondere aus einer Kupferlegierung. Die Kontaktelemente 7 sind dabei derart bemessen, dass bei Anordnung eines Batteriemoduls auf der ebenen Fläche 6 des Grundkörpers 5 jeweils nur ein Zellgehäuse einer Batteriezelle von einem Kontaktelement 7 kontaktiert wird.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass die Messeinrichtung 2 in den Grundkörper 5 der Vorrichtung 1 integriert ist (in 1 nicht dargestellt). Die Kontaktelemente 7 weisen vorzugsweise Anschlusskontakte 10 auf, über welche die Kontaktelemente 7 mit der Messeinrichtung 2 zur Nutzung der Kontaktelemente 7 als ersten Messanschluss elektrisch leitfähig verbindbar sind.
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In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung 1 eine Schalteinheit 8, mit der die Kontaktelemente 7 über die jeweiligen Anschlusskontakte 10 elektrisch leitfähig verbunden sind, derart, dass mittels der Schalteinheit 8 festlegbar ist, welches der Kontaktelemente 7 als erster Messanschluss 3 fungiert. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Schalteinheit 8 einen durch den Nutzer der Vorrichtung 1 verstellbaren Wahlschalter 9, welcher in dem dargestellten Ausführungsbeispiel derart eingestellt ist, dass das in 1 ganz recht dargestellte Kontaktelement 7 mit der Messeinrichtung 2 elektrisch leitfähig verbunden ist und dieses Kontaktelement somit der erste Messanschluss 3 ist.
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Das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung 1 zur Prüfung der elektrischen Isolierung von Zellgehäusen eines Batteriemoduls ist vorliegend zur Prüfung von Batteriemodulen ausgebildet, welche maximal sechs Batteriezellen umfassen, da der Grundkörper 5 der Vorrichtung 1 sechs Kontaktelemente 7 aufweist. Zur Prüfung von anders dimensionierten Batteriemodulen ist eine entsprechend angepasst ausgestaltete Vorrichtung zu verwenden.
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Gemäß einer vorteilhaften nicht dargestellten Ausgestaltungsvariante der Erfindung umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Anpassung an unterschiedlich dimensionierte Batteriemodule eine Mehrzahl von Kontaktelementen, wobei die Kontaktelemente derart zusammengeschaltet werden können, dass jeweils durch ein Kontaktelement oder eine Gruppe von Kontaktelemente jeweils genau ein Zellgehäuse einer Batteriezelle eines Batteriemoduls kontaktiert wird. Insbesondere kann die Vorrichtung dabei mehr Kontaktelemente aufweisen, als das zu prüfende Batteriemodul Batteriezellen aufweist. Dabei muss bei der Überprüfung eines Batteriemoduls nicht jedes Kontaktelement mit einer Batteriezelle belegt sein.
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Ist ein Batteriemodul auf der ebenen Fläche 6 des Grundkörpers 5 zur Durchführung einer Prüfung der elektrischen Isolierung der Zellgehäuse des Batteriemoduls angeordnet, wird anschließend der zweite Messanschluss 4 der Vorrichtung 1 an dem Zellterminal derjenigen Batteriezelle des Batteriemoduls angeordnet, dessen Zellgehäuseisolierung geprüft werden soll.
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Gemäß einer in 1 nicht dargestellten vorteilhaften Ausgestaltungsvariante weist die Vorrichtung 1 so viele zweite Messanschlüsse wie Kontaktelemente auf, sodass ein Zellterminal jeder Batteriezelle eines zu prüfenden Batteriemoduls mittels des zweiten Messanschlusses elektrisch leitfähig kontaktiert werden kann. Vorteilhafterweise sind die zweiten Messanschlüsse dabei über eine Schalteinheit mit den ersten Messanschlüssen gekoppelt, derart, dass ohne Umstecken beziehungsweise Umkontaktieren eines zweiten Messanschlusses sämtliche Batteriezellen hinsichtlich deren Zellgehäuseisolierung geprüft werden können. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung sind die Messanschlüsse dabei in einem Deckel angeordnet, welcher auf das Batteriemodul aufsetzbar ist. Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Steuereinrichtung, vorzugsweise eine Mikrocontrollerschaltung, umfasst, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, eine Schalteinheit selbständig zu steuern und Messungen bezüglich der Zellgehäuseisolierung jeder Batteriezelle des Batteriemoduls durchzuführen. Das Ergebnis der Überprüfung wird dabei vorteilhafterweise seitens der Vorrichtung protokolliert und vorzugsweise über eine Signalisierungseinrichtung ausgeben.
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Zur Durchführung einer Messung, mit der überprüft wird, ob ein Batteriezellgehäuse trotz der Isolierung elektrisch leitfähig ist, ist insbesondere vorgesehen, dass die Messeinrichtung 2 der Vorrichtung 1 eine Hochspannungsquelle umfasst, wobei zwischen dem ersten Messanschluss 3 und dem zweiten Messanschluss 4 eine Spannung von vorzugsweise 2,2 kV angelegt wird. Ist die Isolierung eines zu überprüfenden Zellgehäuses nicht beschädigt, so existiert keine leitende Verbindung zwischen dem ersten Messanschluss 3 und dem zweiten Messanschluss 4. Wenn dagegen zwischen dem ersten Messanschluss 3 und dem zweiten Messanschluss 4 ein elektrischer Strom fließt, also der elektrische Widerstand zwischen dem ersten Messanschluss 3 und dem zweiten Messanschluss 4 einen vorgegebenen Grenzwert von beispielsweise 1 MΩ (MΩ: Megaohm) unterschreitet, liegt eine Beschädigung der Isolierung des Zellgehäuses einer Batteriezelle vor. Dies wird vorzugsweise mittels einer in 1 nicht dargestellten Signalisierungseinrichtung der Vorrichtung 1 signalisiert.
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In 2 ist eine Ausgestaltungsvariante einer Vorrichtung 1 zur Prüfung der elektrischen Isolierung von Zellgehäusen eines eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Batteriezellen umfassenden Batteriemoduls dargestellt. Bei dieser Ausgestaltungsvariante umfasst die Vorrichtung 1 wiederum einen elektrisch nicht leitfähigen Grundkörper 5 mit einer ebenen Fläche 6 zur Anordnung eines Batteriemoduls. Die ebene Fläche 6 weist dabei elektrisch leitfähige Kontaktelemente 7 auf, wobei die Kontaktelemente 7 jeweils über einen hochohmigen Widerstand 11 elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind. Die Widerstände 11 sind vorliegend so dimensioniert, dass der Widerstandswert eines Widerstandes 11 jeweils 1 kΩ beträgt.
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Insbesondere ist gemäß einer vorteilhaften in 2 nicht dargestellten Ausgestaltungsvariante vorgesehen, dass die Vorrichtung 1 eine Schalteinheit umfasst, wobei die Kontaktelemente mit der Schalteinheit schaltungstechnisch verbunden sind. Eine Schaltstellung der Schalteinheit ermöglicht dabei vorzugsweise, dass sämtliche Kontaktelemente 7 über die Widerstände 11 elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind.
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Sind die Kontaktelemente 7, wie in 2 dargestellt, über die Widerstände 11 miteinander verbunden, so fungieren sämtlich Kontaktelemente 7 als erste Messanschlüsse 3. Wird ein Batteriemodul auf der ebenen Fläche 6 des Grundkörpers 5 angeordnet und der zweite Messanschluss 4 mit einem Zellterminal der Batteriezelle elektrisch leitfähig kontaktiert, ist vorteilhafterweise allgemein überprüfbar, ob die Isolierung eines Zellgehäuses des Batteriemoduls beschädigt ist. Durch die Widerstände 11 wird dabei vorteilhafterweise bei Durchführung einer Messung verhindert, dass Schäden an dem zu überprüfenden Batteriemodul auftreten, wenn an mehreren Zellgehäusen Isolationsfehler auftreten, da ein fließender Strom durch die Widerstände 11 begrenzt wird.
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Die in den Figuren dargestellten und im Zusammenhang mit diesen erläuterten Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und sind für diese nicht beschränkend.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012203289 A1 [0003, 0003]
- DE 102010020065 A1 [0003]
