DE102015004616A1

DE102015004616A1 - Battery module and module system with at least two battery modules and coupling element

Info

Publication number: DE102015004616A1
Application number: DE102015004616.0A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dürr
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2015-04-08
Filing date: 2015-04-08
Publication date: 2015-12-03

Abstract

Die Erfindung betrifft Batteriemodul (1) mit einer Aufnahmeeinrichtung (3) für ein Koppelelement (4), mittels welchem ein elektrischer Pol (11) des Batteriemoduls (1) mit einem anderen elektrischen Pol (12) eines weiteren Batteriemoduls (10) elektrisch koppelbar ist, sowie mit einem Gehäuse (2), in das die Aufnahmeeinrichtung (3) integriert ist, wobei die Aufnahmeeinrichtung (3) eine Klemmvorrichtung (9) umfasst, mittels welcher das Koppelelement (4) an den elektrischen Pol (11) des Batteriemoduls (1) anpressbar ist, um eine sichere, hochstromfähige und vereinfachte Lösung für ein elektrisches Kontaktieren von Batteriemodulen bereitzustellen.The invention relates to battery module (1) with a receiving device (3) for a coupling element (4), by means of which an electrical pole (11) of the battery module (1) with another electric pole (12) of a further battery module (10) is electrically coupled , and with a housing (2), in which the receiving device (3) is integrated, wherein the receiving device (3) comprises a clamping device (9), by means of which the coupling element (4) to the electrical pole (11) of the battery module (1 ) to provide a safe, high power, and simplified solution for electrically contacting battery modules.

Description

Die Erfindung betrifft ein Batteriemodul mit einer Aufnahmeeinrichtung für ein Koppelelement, mittels welchem ein elektrischer Pol des Batteriemoduls mit einem anderen elektrischen Pols eines weiteren Batteriemoduls elektrisch koppelbar ist, sowie mit einem Gehäuse, in das die Aufnahmeeinrichtung integriert ist. Die Erfindung betrifft auch ein Modulsystem mit zumindest zwei solchen Batteriemodulen sowie mit einem Koppelelement.The invention relates to a battery module with a receiving device for a coupling element, by means of which an electrical pole of the battery module with another electric pole of another battery module is electrically coupled, as well as with a housing into which the receiving device is integrated. The invention also relates to a modular system with at least two such battery modules and with a coupling element.

Aus verschiedenen Gründen wird bei Hybrid- und Elektrofahrzeugen in für beispielsweise einen Antrieb genutzte Hochvolt-Batteriesystemen zunehmend auf modularisierte Konzepte gesetzt. Bestimmte Baugruppen können dadurch in verschiedenen Anwendungen zum Einsatz kommen. Ein Hauptgrund ist auch eine Vereinfachung während des Aufbaus sowie im Service- beziehungsweise Reparaturfall.For various reasons, in hybrid and electric vehicles in for example used for a drive high-voltage battery systems increasingly set to modularized concepts. Certain assemblies can thus be used in various applications. One main reason is also a simplification during the construction as well as in the service or repair case.

Ein wesentliches Modul für solche modularisierten Konzepte ist das Batteriemodul. Dabei handelt es sich typscherweise um einen elektrischen und mechanischen Verbund mehrerer elektrochemischer Zellen, beispielsweise Lithium-Ionen-Zellen, die elektrisch meist eine Reihenschaltung der elektrochemischen Zellen darstellen. Die Zellen eines Batteriemoduls können aber auch parallel verschaltet werden oder als eine Kombination aus Reihen- und Parallelschaltung. Normalerweise wird bei der maximal in Reihe geschalteten Zahl der Zellen auf die in Niedervolt-Verschaltungen maximal zulässige Spannung von im Allgemeinen weniger als 60 Volt geachtet. Dies vereinfacht den Aufbau, die Fehlersuche und die Reparatur erheblich, da für Hochvolt-Verschaltungen mit im Allgemeinen mehr als 60 Volt zusätzliche Sicherheitsauflagen erfüllt werden müssen, beispielsweise in Form eines Berührschutzes.An essential module for such modularized concepts is the battery module. These are typically an electrical and mechanical combination of several electrochemical cells, for example lithium-ion cells, which are usually a series connection of the electrochemical cells. The cells of a battery module can also be connected in parallel or as a combination of series and parallel connection. Normally, with the maximum number of cells connected in series, attention is paid to the maximum allowable voltage of generally less than 60 volts in low-voltage interconnections. This simplifies the construction, the troubleshooting and repair considerably, since for high-voltage interconnections with generally more than 60 volts additional safety requirements must be met, for example in the form of contact protection.

Entsprechend ergibt sich eine Herausforderung beim Aufbau und beim Rückbau beziehungsweise einer Reparatur eines kompletten Hochvolt-Batteriesystems. Dieses weist dann durch die Reihenschaltung mehrerer der Batteriemodule oft Spannungen um 400 Volt auf. Teile, welche eine gefährliche Spannung führen, dürfen dabei nicht berührbar sein.Accordingly, there is a challenge in the construction and dismantling or repair of a complete high-voltage battery system. This then often has voltages of around 400 volts due to the series connection of several of the battery modules. Parts that carry a dangerous voltage must not be touchable.

Üblicherweise werden die einzelnen Batteriemodule mittels dann meist berührgeschützter Hochvolt-Steckverbinder miteinander verbunden. Da diese aber für große Ströme von beispielsweise mehr als 350 Ampere ausgelegt werden müssen, ist das eine sehr aufwändige und teure Lösung. Zudem benötigen die Steckverbinder viel Bauraum. Eine alternative Lösung sind hier auch herkömmliche Schraubverbindungen mit Laschen, Profilen, Kabelschuhen und den weiteren üblichen Komponenten. Diese sind jedoch nur auf eine sehr aufwändige Weise berührgeschützt auszuführen.Usually, the individual battery modules are then connected to each other by means of contact-protected high-voltage connectors. However, since these must be designed for large currents of, for example, more than 350 amps, this is a very expensive and expensive solution. In addition, the connectors require a lot of space. An alternative solution here are also conventional screw with tabs, profiles, cable lugs and other common components. However, these are only touch-protected in a very complex manner.

Es ergibt sich die Aufgabe, eine sichere, hochstromfähige und vereinfachte Lösung für ein elektrisches Kontaktieren von Batteriemodulen, insbesondere Hochvolt-Batteriemodulen, bereitzustellen.The object arises of providing a safe, highly current-capable and simplified solution for electrically contacting battery modules, in particular high-voltage battery modules.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand es unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.This object is solved by the subject matter of independent claim. Advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims, the description and the figures.

Ein erfindungsgemäßes Batteriemodul hat eine Aufnahmeeinrichtung für ein Koppelelement, mittels welchem ein elektrischer Pol des Batteriemoduls mit einem anderen elektrischen Pol eines weiteren Batteriemoduls elektrisch koppelbar ist. Das Batteriemodul hat des Weiteren ein Gehäuse, in welches die Aufnahmeeinrichtung integriert ist. Um eine einfache, sichere und hochstromfähige elektrische Kopplung zwischen Batteriemodulen zu erreichen, umfasst die Aufnahmeeinrichtung eine Klemmvorrichtung, mittels welcher das Koppelelement an den elektrischen Pol des Batteriemoduls anpressbar ist. Die Klemmvorrichtung kann dafür ein isolierendes Element aufweisen, welches über einen Mechanismus die elektrisch zu koppelnden Kontaktflächen des Koppelelements und des elektrischen Pols zusammenpressen. Bei dem Batteriemodul kann es sich insbesondere um ein Hochvolt-Batteriemodul mit einer Spannung von mehr als 60 Volt handeln. Das hat den Vorteil, dass auf einfache Weise eine sichere und hochstromfähige Kopplung zwischen unterschiedlichen Batteriemodulen ermöglicht ist. Gerade die Kosten und der Bauraumbedarf werden dabei gegenüber den üblichen Hochvolt-Steckverbindern erheblich gesenkt. Ein weiterer Vorteil ist ein Toleranzausgleich, welcher so durch ein entsprechend geringfügiges versetztes Klemmen des Koppelelements in der Klemmvorrichtung ohne zusätzlichen Aufwand erreicht wird. Überdies ist dies ein sehr variables Konzept, welches auch unabhängig von der konkreten Ausführung des Batteriemoduls, also insbesondere unabhängig von einer Form des Gehäuses des Batteriemoduls und/oder einer Kapazität des Batteriemoduls und/oder einer Spannung des Batteriemoduls einsetzbar ist. Der Mechanismus mit einem isolierenden Element ergibt den Vorteil, dass ein Werkzeug für das Betätigen der Klemmvorrichtung nicht isoliert sein muss, da die Isolation bereits in der Aufnahmeeinrichtung umfasst ist.An inventive battery module has a receiving device for a coupling element, by means of which an electrical pole of the battery module with another electric pole of another battery module is electrically coupled. The battery module further has a housing, in which the receiving device is integrated. In order to achieve a simple, safe and highly current-capable electrical coupling between battery modules, the receiving device comprises a clamping device, by means of which the coupling element can be pressed against the electrical pole of the battery module. For this purpose, the clamping device can have an insulating element which, via a mechanism, compresses the contact surfaces of the coupling element and the electrical pole to be electrically coupled. In particular, the battery module can be a high-voltage battery module with a voltage of more than 60 volts. This has the advantage that a safe and high-current coupling between different battery modules is made possible in a simple manner. Just the cost and space requirements are significantly reduced compared to the usual high-voltage connectors. Another advantage is a tolerance compensation, which is achieved by a correspondingly slight offset terminals of the coupling element in the clamping device without additional effort. Moreover, this is a very variable concept, which is independent of the specific design of the battery module, ie in particular independent of a shape of the housing of the battery module and / or a capacity of the battery module and / or a voltage of the battery module can be used. The mechanism with an insulating element provides the advantage that a tool for operating the clamping device need not be insulated, since the insulation is already included in the receiving device.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Aufnahmeeinrichtung einen Schlitz in dem Gehäuse umfasst, so dass der elektrische Pol des Batteriemoduls von außerhalb des Batteriemoduls ausschließlich durch den Schlitz hindurch kontaktierbar ist. Das Batteriemodul kann also (insbesondere gemäß der einschlägigen Vorschriften) berührsicher ausgeführt sein, indem ein vorgegebenes Maß für die Abmessungen, insbesondere die Breite, des Schlitzes vorgegeben ist. Beispielsweise kann das Batteriemodul so berührungsgeschützt für Objekte mit einem Durchmesser von 12 Millimeter oder mehr ausgeführt werden, indem beispielsweise der Schlitz eine Breite von 10 Millimeter oder weniger aufweist. Der Schlitz kann dabei in Bezug auf eine bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Batteriemoduls nach oben weisende Oberseite des Batteriemoduls vertikal oder horizontal angeordnet sein. Dabei kann sich insbesondere ein vertikaler Schlitz über eine Oberseite und eine Seitenwand des Gehäuses des Batteriemoduls erstrecken und ein horizontaler Schlitz über zwei Seitenwände des Gehäuses des Batteriemoduls. Das hat den Vorteil, dass so eine besonders sichere elektrische Verbindungsmöglichkeit geschaffen wird, welche gerade bei Aufbau, Reparatur und/oder Service sowie bei der Entsorgung für eine erleichterte Handhabung sorgt.In an advantageous embodiment, it is provided that the receiving device comprises a slot in the housing, so that the electrical pole of the battery module can be contacted from outside the battery module exclusively through the slot. The battery module can therefore be designed to be safe to touch (in particular according to the relevant regulations) by a predetermined dimension for the dimensions, in particular, the width of the slot is predetermined. For example, the battery module may be made so as to be touch-proof for objects having a diameter of 12 millimeters or more, for example, the slot having a width of 10 millimeters or less. In this case, the slot can be arranged vertically or horizontally with respect to a top side of the battery module which points upward when the battery module is used as intended. In particular, a vertical slot may extend over an upper side and a side wall of the housing of the battery module, and a horizontal slot may extend over two side walls of the housing of the battery module. This has the advantage that as a particularly secure electrical connection option is created, which ensures straightforward construction, repair and / or service and disposal for easier handling.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Klemmvorrichtung einen Exzenter und/oder einen Nocken umfasst, mittels welchem das Koppelelement mittelbar (beispielsweise über einen durch den Exzenter oder den Nocken verschiebbaren Keil) oder unmittelbar an den elektrischen Pol anpressbar ist. Insbesondere ist der Exzenter und/oder Nocken elektrisch isolierend. Das hat den Vorteil, dass eine Anpresskraft besonders gut dosiert werden kann und die Klemmvorrichtung leicht über ein Werkzeug, beispielsweise einen Schraubendreher, betätigbar ist. Gerade wenn der Exzenter und/oder der Nocken elektrisch isolierend ist, kann auf ein isoliert ausgeführtes Werkzeugverzichtet werden, was die Handhabung nochmals vereinfacht.In a further embodiment it is provided that the clamping device comprises an eccentric and / or a cam, by means of which the coupling element can be pressed indirectly (for example via a wedge displaceable by the eccentric or the cam) or directly to the electric pole. In particular, the eccentric and / or cam is electrically insulating. This has the advantage that a contact force can be dosed particularly well and the clamping device easily via a tool, such as a screwdriver, can be actuated. Especially when the eccentric and / or the cam is electrically insulating, can be dispensed with an isolated running tool, which further simplifies handling.

Dabei kann insbesondere der Exzenter und/oder Nocken eine Rastung aufweisen. Das hat den Vorteil, dass durch die Rastung eine dauerhafte Kontaktflächenpressung mit einem vorgegebenen Druck möglich ist. Ist auf Grund der Rastung eine Drehung des Exzenters oder Nockens nur in einer Richtung möglich, so wird die Zuverlässigkeit der Klemmvorrichtung nochmals erhöht.In this case, in particular, the eccentric and / or cam have a detent. This has the advantage that a permanent contact surface pressure with a predetermined pressure is possible by the detent. If a rotation of the eccentric or cam in only one direction is possible due to the detent, the reliability of the clamping device is increased again.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Klemmvorrichtung zumindest einen Keil umfasst, mit welchem das Koppelelement an den elektrischen Pol anpressbar ist. Insbesondere ist der Keil dabei elektrisch isolierend. Der Keil kann dabei zwischen dem elektrischen Pol und einer fest mit dem Gehäuse oder einer anderen Komponenten des Batteriemoduls verbundenen Abstützung beweglich angeordnet sein. Der Keil kann insbesondere durch ein weiteres Element, wie einen Nocken oder einen Exzenter einer drehbaren Scheibe, betätigt werden. Es kann auch an dem Keil eine Schraube angeordnet sein, über welche der Keil in einer Führung verschiebbar ist. Dabei kann dann entsprechend der Keil oder die Schraube elektrisch isolierend sein. Wird der Keil über einen Nocken verschoben, so ist hier eine axiale oder radiale Kraftrichtung über den Nocken für ein Verschieben des Keils nutzbar. Insbesondere kann auch der Keil eine Rastung aufweisen. Die Verwendung eines Keils hat den Vorteil, dass eine Klemmkraft, über welche das Koppelelement an den elektrischen Pol angepresst ist, großflächig verteilt ist und lokale Kraftspitzen verhindert werden. Damit wird die Sicherheit und Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung weiter erhöht.In a further advantageous embodiment, it is provided that the clamping device comprises at least one wedge, with which the coupling element can be pressed against the electric pole. In particular, the wedge is electrically insulating. The wedge may be movably arranged between the electrical pole and a support fixedly connected to the housing or other components of the battery module. The wedge may in particular be actuated by a further element, such as a cam or an eccentric of a rotatable disc. It can also be arranged on the wedge a screw, via which the wedge is displaceable in a guide. In this case, according to the wedge or the screw can then be electrically insulating. If the wedge is displaced over a cam, an axial or radial force direction over the cam can be used here for displacing the wedge. In particular, the wedge may also have a detent. The use of a wedge has the advantage that a clamping force, via which the coupling element is pressed against the electrical pole, is distributed over a large area and local force peaks are prevented. This further increases the safety and reliability of the electrical connection.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Klemmvorrichtung durch einen Verriegelungsmechanismus blockierbar ist. Dabei ist in dem blockierten Zustand der Klemmvorrichtung das Koppelelement nicht oder im Vergleich zu einem unblockierten Zustand der Klemmvorrichtung erschwert in der Aufnahmeeinrichtung aufnehmbar. Der Verriegelungsmechanismus kann zum Beispiel automatisch deaktiviert werden, wenn das Batteriemodul in einer vorgesehenen Einbauposition, beispielsweise auf einer entsprechend abgestimmten Bodenplatte oder an einem benachbarten Batteriemodul platziert ist. Dies kann beispielsweise über eine Nase in einem Gehäuse des Nachbarmoduls oder der passenden Bodenplatte oder über ein anderes Mittel, welches eine Wechselwirkung des Batteriemoduls mit der Bodenplatte oder dem Nachbar-Batteriemodul ermöglicht, realisiert sein. Das hat den Vorteil, dass die Sicherheit des Batteriemoduls nochmals erhöht wird, indem ein unbefugtes Berühren des elektrischen Pols erschwert wird.In a further advantageous embodiment, it is provided that the clamping device can be blocked by a locking mechanism. In this case, in the blocked state of the clamping device, the coupling element is not difficult or compared to an unblocked state of the clamping device in the receiving device receivable. For example, the locking mechanism may be automatically deactivated when the battery module is placed in an intended mounting position, such as on a suitably tuned floor panel or on an adjacent battery module. This can be realized, for example, via a nose in a housing of the neighboring module or the matching base plate or via another means which enables an interaction of the battery module with the base plate or the neighboring battery module. This has the advantage that the safety of the battery module is further increased by an unauthorized contact with the electrical pole is difficult.

Zur Erschwerung einer Vornahme unbefugter Handlungen kann vorgesehen sein, dass die Klemmvorrichtung nur über ein Spezialwerkzeug betätigbar ist. Überdies kann die Klemmvorrichtung, insbesondere eine Rastung der Klemmverbindung, Einwegelemente umfassen, welche bei einer Reparatur, insbesondere bei einem Lösen der Klemmvorrichtung, zerstört werden. Für diese Einwegelemente ist bevorzugt aus Sicherheitsgründen eine Herstellerbindung vorgesehen, sodass die Einwegelemente nicht über unkontrollierte Quellen beziehbar sind. Auch damit wird eine Vornahme von Handlungen von unbefugten Personen an dem Batteriemodul erschwert oder verhindert.To make it difficult to carry out unauthorized actions, it may be provided that the clamping device can only be actuated via a special tool. Moreover, the clamping device, in particular a latching of the clamping connection, comprise disposable elements which are destroyed during a repair, in particular when the clamping device is released. For safety reasons, a manufacturer connection is preferably provided for these disposable elements, so that the disposable elements can not be obtained via uncontrolled sources. This also makes it difficult to take action by unauthorized persons on the battery module or prevented.

Die Erfindung betrifft auch ein Modulsystem mit zumindest zwei Batteriemodulen nach einer der beschriebenen Ausführungsformen sowie mit einem Koppelelement, mit dem die Batterieelemente elektrisch gekoppelt sind. Hier ermöglicht die geschilderte Schaltung der Batteriemodule ein besonders dichtes, bauraumsparendes Anordnen der Batterieelemente aneinander. Insbesondere können sie aneinander angrenzend angeordnet sein. Dadurch ergeben sich Bauraumvorteile und zugleich eine große Flexibilität durch die Modularität des Ansatzes. Überdies wird, gerade durch die beschriebene Form der Aufnahmeeinrichtung, zugleich auch ein Toleranzausgleich in der Anreihung von mehreren Batteriemodulen aneinander umgesetzt.The invention also relates to a modular system having at least two battery modules according to one of the embodiments described and to a coupling element with which the battery elements are electrically coupled. Here, the described circuit of the battery modules allows a particularly dense, space-saving arrangement of the battery elements together. In particular, they may be arranged adjacent to each other. This results in space advantages and at the same time a great flexibility due to the modularity of the approach. Moreover, just by the described form of the receiving device, at the same time also Tolerance compensation implemented in the arrangement of several battery modules.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Modulsystems weist das Koppelelement einen Metallstreifen auf, der insbesondere auch einen elektrisch isolierten Bereich hat. Alternativ besteht das Koppelelement aus einem Metallstreifen. Das Koppelelement kann auch eine elektrisch isoliert ausgeführte Nase, einen Griff, eine Lasche oder dergleichen aufweisen. Dadurch wird ein einfacher Ausbau des Koppelelements bei einer Demontage ermöglicht. Das hat den Vorteil, dass das Koppelelement hochstromgeeignet ist und dennoch äußerst einfach und kostengünstig gefertigt sein kann. Das Koppelelement kann beispielsweise ein Aluminium- oder Kupferstreifen mit entsprechenden Abmessungen sein. Dadurch wird auf einfache Weise eine zuverlässige, sichere und hochstromfähige Kopplung der Batteriemodule erreicht. Durch eine entsprechende Gestaltung, beispielsweise durch Führungen und dergleichen, wird dabei sichergestellt, dass auch während des Einlegens oder des Herausnehmens des Koppelelements durch eine Bedienperson keine Spannung führenden Teile berührbar sind.In a preferred embodiment of the modular system, the coupling element has a metal strip, which in particular also has an electrically insulated region. Alternatively, the coupling element consists of a metal strip. The coupling element can also have an electrically insulated executed nose, a handle, a tab or the like. As a result, a simple expansion of the coupling element is made possible during disassembly. This has the advantage that the coupling element is suitable for high current and yet can be made extremely simple and inexpensive. The coupling element may be, for example, an aluminum or copper strip with appropriate dimensions. As a result, a reliable, safe and high current capable coupling of the battery modules is achieved in a simple manner. By an appropriate design, for example by guides and the like, it is ensured that even during the insertion or removal of the coupling element by an operator no voltage-carrying parts can be touched.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawings. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Dabei zeigen:Showing:

1 eine beispielhafte Ausführungsform eines Batteriemoduls sowie eines zugeordneten Koppelelementes in einer Schrägansicht; 1 an exemplary embodiment of a battery module and an associated coupling element in an oblique view;

2 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Modulsystems mit zwei Batteriemodulen und einem Koppelelement in einer Draufsicht; und 2 a schematic representation of an exemplary embodiment of a modular system with two battery modules and a coupling element in a plan view; and

3 eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines Modulsystems mit zwei Batteriemodulen und einem Koppelelement in einer Draufsicht. 3 a further exemplary embodiment of a modular system with two battery modules and a coupling element in a plan view.

Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden dabei in den unterschiedlichen Figuren mit den identischen Bezugszeichen bezeichnet.Identical or functionally identical elements are denoted in the different figures with the same reference numerals.

In 1 ist eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Batteriemoduls mit einem zugeordneten Koppelelement dargestellt. Das Batteriemodul 1 weist dabei vorliegend ein quaderförmiges Gehäuse 2 auf. Ebenfalls hat das Batteriemodul 1 eine Aufnahmeeinrichtung 3 für ein Koppelelement 4, mittels welchem ein vorliegend nicht dargestellter Pol des Batteriemoduls 1 mit einem anderen elektrischen Pol eines weiteren Batteriemoduls elektrisch koppelbar ist. Im gezeigten Beispiel umfasst die Aufnahmeeinrichtung 3 einen Schlitz 5 in dem Gehäuse. Der elektrische Pol ist vorliegend nicht dargestellt, kann jedoch durch den Schlitz 5 hindurch kontaktiert werden. Die Aufnahmeeinrichtung 3 umfasst im gezeigten Beispiel auch eine Öffnung 6, durch welche ein Bedienwerkzeug 7 mit einer vorliegend nicht dargestellten Klemmvorrichtung welche Teil der Aufnahmeeinrichtung ist, vorübergehend in kraftschlüssige Verbindung gebracht werden können.In 1 is a schematic representation of an exemplary embodiment of a battery module shown with an associated coupling element. The battery module 1 in this case has a cuboid housing 2 on. Also has the battery module 1 a recording device 3 for a coupling element 4 , By means of which a presently not shown pole of the battery module 1 is electrically coupled with another electrical pole of another battery module. In the example shown, the receiving device comprises 3 a slot 5 in the case. The electrical pole is not shown here, but can through the slot 5 be contacted through. The recording device 3 In the example shown also includes an opening 6 through which an operating tool 7 with a clamping device, not shown here which is part of the receiving device, can be temporarily brought into frictional connection.

Das Koppelelement 4 ist vorliegend als einfacher Metallstreifen, beispielsweise aus Aluminium oder Kupfer ausgeführt. Er ist im gezeigten Beispiel derart bemessen, dass er in den Schlitz 5 einführbar ist, um so den nicht dargestellten Pol des Batteriemoduls 1 zu kontaktieren. In dem gezeigten Beispiel weist das Koppelelement 4 auch einen isolierten Teilbereich 8 auf, so dass das Koppelelement 4 gefahrlos aus dem Schlitz 5 entnommen werden kann. Dabei handelt es sich im gezeigten Beispiel um einen mittleren Bereich des Koppelelementes 4, so dass die jeweiligen Enden Kontaktflächen zum elektrischen Kontaktieren eines jeweiligen Pols umfassen.The coupling element 4 is presently designed as a simple metal strip, for example made of aluminum or copper. He is in the example shown so dimensioned that he in the slot 5 is insertable so as to the not shown pole of the battery module 1 to contact. In the example shown, the coupling element 4 also an isolated section 8th on, so that the coupling element 4 safely out of the slot 5 can be removed. In the example shown, this is a middle region of the coupling element 4 in that the respective ends comprise contact surfaces for electrically contacting a respective pole.

In 2 ist eine beispielhafte Ausführungsform des Modulsystems mit hier zwei Batteriemodulen und einem Koppelelement schematisch in einer Draufsicht dargestellt. Der Übersichtlichkeit halber ist dabei die Aufnahmeeinrichtung 3 mit der Klemmvorrichtung 9 nur für das eine Batteriemodul 1 und nicht für das weitere Batteriemodul 10 dargestellt. Das Koppelelement 4 ist vorliegend bereits in die Aufnahmeeinrichtung 3 eingelegt und koppelt so die beiden Batteriemodule 1, 10 beziehungsweise den Pol 11 des einen Batteriemoduls 1 mit einem anderen elektrischen Pol 12 des weiteren Batteriemoduls 10. Die Klemmvorrichtung 9 umfasst im gezeigten Beispiel einen hier radial gelagerten Exzenter 13, welcher über eine Kraftaufnahme 14, vorliegend einen Vierkant, durch ein Betätigungswerkzeug bewegbar ist und rotierbar gelagert ist. Der Exzenter 13 weist dabei vorliegend auf eine Außenseite eine Rastung 15 auf, in welche hier eine Sperrklinke 16 eingreift. Somit ist der Exzenter 13 vorliegend nur in eine Drehrichtung, nämlich die durch den Pfeil 17 bezeichnete Drehrichtung drehbar. Somit kann durch ein Drehen um eine Drehachse senkrecht zur Zeichenebene der Exzenter 13 das Koppelelement 4 an den elektrischen Pol 11 anpressen. Durch die Rastung 15 und die Sperrklinke 16 wird dabei ein unbeabsichtigtes Lockern der Verbindung vermieden. Da die Klemmvorrichtung 9 unabhängig von einer Position des Koppelelements 4 in x-Richtung das Koppelelement an den elektrischen Pol 11 anpresst, ist so automatisch ein Toleranzausgleich bei der Anreihung der Batteriemodule 1, 10 erzielt. Dadurch kann beispielsweise ein Abstand d zwischen den Batteriemodulen 1, 10 minimiert oder sogar auf null gesetzt werden. Das weitere Batteriemodul 10 umfasst analog eine ähnliche oder gleiche Aufnahmeeinrichtung 3 beziehungsweise Klemmvorrichtung 9.In 2 an exemplary embodiment of the module system with here two battery modules and a coupling element is shown schematically in a plan view. For the sake of clarity, the receiving device is 3 with the clamping device 9 only for the one battery module 1 and not for the further battery module 10 shown. The coupling element 4 is already present in the receiving device 3 inserted and coupled so the two battery modules 1 . 10 or the pole 11 of the one battery module 1 with another electric pole 12 the further battery module 10 , The clamping device 9 includes in the example shown here a radially mounted eccentric 13 , which has a power input 14 , in the present case a square, is movable by an actuating tool and is rotatably mounted. The eccentric 13 in this case has a detent on an outer side 15 on, in which here a pawl 16 intervenes. Thus, the eccentric 13 in the present case only in one direction of rotation, namely the arrow 17 Rotational direction designated rotation. Thus, by rotating about an axis of rotation perpendicular to the plane of the eccentric 13 the coupling element 4 to the electric pole 11 press it. Through the detent 15 and the pawl 16 In this case an unintentional loosening of the connection is avoided. Because the clamping device 9 regardless of a position of the coupling element 4 in the x direction, the coupling element to the electrical pole 11 Presses, so is automatically a tolerance compensation when baying the battery modules 1 . 10 achieved. As a result, for example, a distance d between the battery modules 1 . 10 minimized or even zeroed. The further battery module 10 analogously includes a similar or same receiving device 3 or clamping device 9 ,

In 3 ist eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines Modulsystems mit zwei Batteriemodulen und einem Koppelelement schematisch in einer Draufsicht dargestellt. Vorliegend umfasst die Klemmvorrichtung 9 einen beweglichen Keil 18 und eine dem beweglichen Keil 18 zugeordnete feststehende Abstützung 19. Durch ein Verschieben des Keils in x-Richtung wird hier das Koppelelement 4 an den elektrischen Pol 11 angepresst. Das Koppelelement 4 befindet sich somit zwischen dem beweglichen Keil 18 und dem elektrischen Pol und der bewegliche Keil 18 zwischen dem Koppelelement 4 und der feststehenden Abstützung 19. Über eine in x-Richtung wirkende Kraft, welche durch den Pfeil 20 symbolisiert ist, kann somit eine Kraft, mit welcher der elektrische Kontakt zwischen dem Koppelelement 4 und dem elektrischen Pol 11 hergestellt wird, eingestellt werden. Der bewegliche Keil 18 kann dabei beispielsweise über einen Exzenter oder eine Schraube, eingestellt werden. In der dargestellten Ausführungsform ist der Keil 18 aus einem Isoliermaterial. Hierfür kommen beispielsweise ein Kunststoff oder ein Keramik in Frage. Das weitere Batteriemodul 10 umfasst analog eine ähnliche oder gleiche Aufnahmeeinrichtung 3 beziehungsweise Klemmvorrichtung 9.In 3 is another exemplary embodiment of a modular system with two battery modules and a coupling element shown schematically in a plan view. In the present case, the clamping device comprises 9 a movable wedge 18 and a movable wedge 18 associated fixed support 19 , By moving the wedge in the x-direction here is the coupling element 4 to the electric pole 11 pressed. The coupling element 4 is thus located between the movable wedge 18 and the electric pole and the movable wedge 18 between the coupling element 4 and the fixed support 19 , Via a force acting in the x-direction, which is indicated by the arrow 20 is symbolized, thus, a force with which the electrical contact between the coupling element 4 and the electric pole 11 is set to be adjusted. The moving wedge 18 can be adjusted for example via an eccentric or a screw. In the illustrated embodiment, the wedge is 18 from an insulating material. For this example, a plastic or ceramic come into question. The further battery module 10 analogously includes a similar or same receiving device 3 or clamping device 9 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Batteriemodulbattery module
22: Gehäusecasing
33: Aufnahmeeinrichtungrecording device
44: Koppelelementcoupling element
55: Schlitzslot
66: Öffnungopening
77: Bedienwerkzeugoperating tool
88th: isolierter Teilbereichisolated section
99: Klemmvorrichtungclamping device
1010: Batteriemodulbattery module
1111: Polpole
1212: Polpole
1313: Exzentereccentric
1414: Kraftaufnahmeforce absorption
1515: Rastunglatching
1616: Sperrklinkepawl
1717: Pfeilarrow
1818: Keilwedge
1919: Abstützungsupport
2020: Pfeilarrow
dd: Abstanddistance

Claims

Battery module ( 1 ) with a receiving device ( 3 ) for a coupling element ( 4 ), by means of which an electrical pole ( 11 ) of the battery module ( 1 ) with another electric pole ( 12 ) of another battery module ( 10 ) is electrically coupled, and with a housing ( 2 ) into which the receiving device ( 3 ) is integrated, characterized in that the receiving device ( 3 ) a clamping device ( 9 ), by means of which the coupling element ( 4 ) to the electrical pole ( 11 ) of the battery module ( 1 ) can be pressed.

Battery module ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the receiving device ( 3 ) a slot ( 5 ) in the housing ( 2 ), so that the electrical pole ( 11 ) from outside the battery module ( 1 ) only through the slot ( 5 ) is contactable through.

Battery module ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping device ( 9 ) an eccentric ( 13 ) and / or comprises a cam, by means of which the coupling element ( 4 ) directly or indirectly to the electrical pole ( 11 ) Can be pressed, and which in particular is electrically insulating.

Battery module ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the eccentric ( 13 ) a detent ( 15 ) and in particular about an axis of rotation due to the detent ( 15 ) is rotatable only in one direction.

Battery module ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping device ( 9 ) at least one wedge ( 18 ), by means of which the coupling element ( 4 ) to the electrical pole ( 11 ) is pressable, wherein the wedge ( 18 ) is in particular electrically insulating.

Battery module ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping device ( 9 ) is lockable by a locking mechanism, wherein in the locked state of the clamping device ( 9 ) the coupling element ( 4 ) not in the receiving device ( 3 ) is receivable.

Modular system ( 20 ) with at least two battery modules ( 1 . 10 ) according to one of the preceding claims and with a coupling element ( 4 ), with which the battery elements ( 1 . 10 ) are electrically coupled.

Modular system ( 20 ) according to claim 7, characterized in that the coupling element ( 4 ) has a metal strip, and in particular also an electrically isolated area ( 8th ), or the coupling element ( 4 ) consists of a metal strip.