DE102015212241A1 - Batteriesubmodul und Batteriesystem - Google Patents

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DE102015212241A1
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Simon Obergfaell
Ionut-Marian Lica
Thomas Klemen
Seyed Mohammad Seyed Abbassi
Ralf Oswald
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Robert Bosch GmbH
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    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriesubmodul (70), umfassend mehrere in einem Gehäuse (72) angeordnete Batteriezellen (2) und ein Steuermodul (74) zur Steuerung und Überwachung der Batteriezellen (2). Dabei ist eine Anzahl von gleichartigen Aufnahmebereichen (90) vorgesehen, wobei jeder der Aufnahmebereiche (90) zur Aufnahme je einer Batteriezelle (2) sowie zur Aufnahme des Steuermoduls (74) eingerichtet ist, und das Steuermodul (74) ist in einem der Aufnahmebereiche (90) angeordnet. Die Erfindung betrifft auch ein Batteriesystem, das mindestens ein erfindungsgemäßes Batteriesubmodul umfasst.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Batteriesubmodul, welches mehrere in einem Gehäuse angeordnete Batteriezellen und ein Steuermodul zur Steuerung und Überwachung der Batteriezellen umfasst, sowie ein Batteriesystem, welches mindestens ein Batteriesubmodul umfasst.
  • Stand der Technik
  • Elektrische Energie ist mittels Batterien speicherbar. Batterien wandeln chemische Reaktionsenergie in elektrische Energie um. Hierbei werden Primärbatterien und Sekundärbatterien unterschieden. Primärbatterien sind nur einmal funktionsfähig, während Sekundärbatterien, die auch als Akkumulator bezeichnet werden, wieder aufladbar sind. Eine Batterie umfasst dabei eine oder mehrere Batteriezellen.
  • In einem Akkumulator finden insbesondere sogenannte Lithium-Ionen-Batteriezellen Verwendung. Diese zeichnen sich unter anderem durch hohe Energiedichten, thermische Stabilität und eine äußerst geringe Selbstentladung aus. Lithium-Ionen-Batteriezellen kommen unter anderem in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Elektrofahrzeugen (Electric Vehicle, EV), Hybridfahrzeugen (Hybrid Electric Vehicle, HEV) sowie Plug-In-Hybridfahrzeugen (Plug-In-Hybrid Electric Vehicle, PHEV) zum Einsatz.
  • Eine gattungsgemäße Batteriezelle ist beispielsweise in der DE 10 2012 217 451 A1 offenbart. Die Batteriezelle weist ein Zellengehäuse auf, welches beispielsweise aus einem Metall gefertigt ist. Das Zellengehäuse ist prismatisch, insbesondere quaderförmig, ausgestaltet und druckfest ausgebildet. Die Batteriezelle weist dabei ein positives Terminal und ein negatives Terminal zur elektrischen Kontaktierung auf.
  • Mehrere Batteriezellen werden zu einem Batteriesubmodul zusammengefasst und elektrisch miteinander verschaltet. Dazu werden die Batteriezellen in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet, und die Terminals der Batteriezellen werden mittels Zellverbinder miteinander verbunden. Mehrere Batteriesubmodule werden zu einem Batteriesystem zusammengefasst. Zur Steuerung und Überwachung der Batteriezellen sind Steuermodule vorgesehen.
  • Aus der US 2012/068668 A1 ist ein Batteriemodul für ein Fahrzeug bekannt, welches mehrere Batteriezellen sowie Steuermodule umfasst.
  • In der US 2014/272501 A1 ist ebenfalls ein Batteriemodul für ein Fahrzeug offenbart, welches mehrere Batteriezellen umfasst. Ferner sind Steuermodule vorgesehen, welche in dem gleichen Gehäuse wie die Batteriezellen angeordnet sind.
  • Auch die CN 102903876 A offenbart ein Batteriemodul für ein Fahrzeug mit mehreren Batteriezellen. Dabei ist ein Steuermodul in dem gleichen Gehäuse wie die Batteriezellen angeordnet.
  • Aus der US 2014/141287 A1 ist ein Batteriemodul bekannt, welches mehrere in einem Gehäuse angeordnete Batteriezellen umfasst. Das Gehäuse weist eine Öffnung zur Aufnahme eines Steuermoduls auf.
  • Aus der CN 203406354 U geht ein Batteriemodul mit einem Gehäuse hervor. An dem Gehäuse des Batteriemoduls ist seitlich ein Hochspannungs-Steuermodul befestigt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Es wird ein Batteriesubmodul vorgeschlagen, welches mehrere in einem Gehäuse angeordnete Batteriezellen und ein Steuermodul zur Steuerung und Überwachung der Batteriezellen umfasst.
  • Erfindungsgemäß ist dabei eine Anzahl von gleichartigen Aufnahmebereichen vorgesehen, wobei jeder der Aufnahmebereiche zur Aufnahme je einer Batteriezelle sowie zur Aufnahme des Steuermoduls eingerichtet ist. Dabei ist das Steuermodul in einem der Aufnahmebereiche angeordnet. Die Batteriezellen sind in den übrigen Aufnahmebereichen angeordnet. Die Anzahl der Batteriezellen ist also um eins geringer als die Anzahl der vorgesehenen Aufnahmebereiche.
  • Vorteilhaft weist das Steuermodul dabei zumindest annähernd gleiche Abmessungen wie jede der Batteriezellen auf. Dadurch kann jeder der Aufnahmebereiche wahlweise das Steuermodul oder eine der Batteriezellen aufnehmen.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind alle Aufnahmebereiche innerhalb des Gehäuses angeordnet. Damit ist auch das Steuermodul innerhalb des Gehäuses angeordnet.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind alle Aufnahmebereiche innerhalb des Gehäuses angeordnet, wobei einer der Aufnahmebereiche von den übrigen Aufnahmebereichen, insbesondere durch eine Trennwand, getrennt ist. Das Steuermodul ist dabei vorzugsweise in dem Aufnahmebereich, der von den übrigen Aufnahmebereichen abgetrennt ist, angeordnet. Das Steuermodul ist somit zwar innerhalb des Gehäuses angeordnet, jedoch von den übrigen Batteriezellen, insbesondere durch die Trennwand, getrennt.
  • Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist einer der Aufnahmebereiche außerhalb des Gehäuses angeordnet, während die übrigen Aufnahmebereiche innerhalb des Gehäuses angeordnet sind. Das Steuermodul ist dabei vorzugsweise in dem Aufnahmebereich angeordnet, der außerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Das Steuermodul ist somit außerhalb des Gehäuses angeordnet und ist beispielsweise durch eine Außenwand des Gehäuses von den Batteriezellen getrennt.
  • Vorzugsweise sind die Aufnahmebereiche in einer gemeinsamen Ebene angeordnet.
  • Vorzugsweise sind die Aufnahmebereiche in mindestens einer Reihe angeordnet. Dabei sind bevorzugt mehrere Reihen von Aufnahmebereichen nebeneinander angeordnet. Jede Reihe weist dabei mehrere Aufnahmebereiche auf. Die Anzahl der Aufnahmebereiche des Batteriesubmoduls ergibt sich dann als Produkt aus der Anzahl der Reihen und der Anzahl der Aufnahmebereiche pro Reihe.
  • Es wird auch ein Batteriesystem vorgeschlagen, welches mindestens ein erfindungsgemäßes Batteriesubmodul umfasst.
  • Ein erfindungsgemäßes Batteriesubmodul sowie ein erfindungsgemäßes Batteriesystem finden vorteilhaft Verwendung in einem Elektrofahrzeug (EV), in einem Hybridfahrzeug (HEV), in einem Plug-In-Hybridfahrzeug (PHEV), in einer stationären Batterie oder in einer Batterie in einer marinen Anwendung.
  • Vorteile der Erfindung
  • Durch die Integration des Steuermoduls in das Batteriesubmodul verringert sich der erforderliche Bauraum eines Batteriesystems, welches mehrere Batteriesubmodule mit Batteriezellen und Steuermodule aufweist. Dadurch wird auch die Energiedichte des Batteriesystems erhöht.
  • Bei Anordnung des Steuermoduls innerhalb des Gehäuses des Batteriesubmoduls ergibt sich ein kompakter Aufbau. Ferner ist das Steuermodul durch Wände des Gehäuses vor äußeren Einwirkungen, insbesondere vor von außen einwirkenden Kräften, geschützt.
  • Eine Anordnung des Steuermoduls außerhalb des Gehäuses des Batteriesubmoduls ermöglicht ein verhältnismäßig einfaches Austauschen des Steuermoduls, wobei ein Öffnen des Gehäuses, in welchem die Batteriezellen angeordnet sind, nicht erforderlich ist. Ferner ist das Steuermodul durch eine Außenwand des Gehäuses vor einer Krafteinwirkung durch die Batteriezellen geschützt. Die Batteriezellen dehnen sich nämlich in Abhängigkeit von Temperatur und Ladezustand aus und üben dabei eine Kraft auf benachbarte Elemente aus.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • 1: eine Explosionsdarstellung einer Batteriezelle,
  • 2: eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform eines Batteriesubmoduls,
  • 3: eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform eines Batteriesubmoduls und
  • 4: eine Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform eines Batteriesubmoduls.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
  • Eine in 1 dargestellte Batteriezelle 2 umfasst ein Zellengehäuse 11, welches prismatisch, vorliegend quaderförmig, ausgebildet ist. Das Zellengehäuse 11 ist vorliegend elektrisch leitend ausgeführt und beispielsweise aus Aluminium gefertigt. Das Zellengehäuse 11 umfasst einen quaderförmigen Behälter 13, welcher an einer Seite eine Behälteröffnung 14 aufweist. Die Behälteröffnung 14 wird durch eine Deckelanordnung 15 verschlossen, welche unter anderem eine Deckplatte 23 umfasst. Der quaderförmigen Behälter 13 und die Deckplatte 23 des Zellengehäuses 11 sind dabei jeweils elektrisch leitend ausgeführt und beispielsweise aus Aluminium gefertigt.
  • Die Batteriezelle 2 umfasst ein negatives Terminal 21 und ein positives Terminal 22. Über die Terminals 21, 22 kann eine von der Batteriezelle 2 zur Verfügung gestellte Spannung abgegriffen werden. Ferner kann die Batteriezelle 2 über die Terminals 21, 22 auch geladen werden. Die Terminals 21, 22 sind beabstandet voneinander auf der Deckplatte 23 des prismatischen Zellengehäuses 11 angeordnet.
  • Innerhalb des Zellengehäuses 11 der Batteriezelle 2 ist ein Elektrodenwickel 3 angeordnet, welcher zwei Elektroden, nämlich eine Anode 5 und eine in dieser Darstellung nicht sichtbare Kathode, aufweist. Die Anode 5 und die Kathode sind jeweils folienartig ausgeführt und unter Zwischenlage eines in dieser Darstellung nicht sichtbaren Separators zu dem Elektrodenwickel 3 gewickelt. Der Separator ist dabei elektrisch isolierend ausgebildet, aber ionisch leitfähig, also für Lithiumionen durchlässig.
  • Die Anode 5 umfasst ein anodisches Aktivmaterial, welches folienartig ausgeführt ist. Das anodische Aktivmaterial weist als Grundstoff Silizium oder eine Silizium enthaltende Legierung auf. Die Anode 5 umfasst ferner einen Stromableiter 4, welcher ebenfalls folienartig ausgebildet ist. Das anodische Aktivmaterial und der Stromableiter 4 der Anode 5 sind flächig aneinander gelegt und miteinander verbunden. Der Stromableiter 4 der Anode 5 ist elektrisch leitfähig ausgeführt und aus einem Metall gefertigt, beispielsweise aus Kupfer. Der Stromableiter 4 der Anode 5 steht auf einer ersten Schmalseite über einen Rand des Elektrodenwickels 3 über und ist mit einem ersten Kollektor 7 verbunden. Über den ersten Kollektor 7 ist der Stromableiter 4 der Anode 5 elektrisch mit dem negativen Terminal 21 der Batteriezelle 2 verbunden.
  • Die Kathode umfasst ein kathodisches Aktivmaterial, welches folienartig ausgeführt ist. Das kathodische Aktivmaterial weist als Grundstoff ein Metalloxid auf, beispielsweise Lithium-Kobalt-Oxid (LiCoO2). Die Kathode umfasst ferner einen Stromableiter, welcher ebenfalls folienartig ausgebildet ist. Das kathodische Aktivmaterial und der Stromableiter sind flächig aneinander gelegt und miteinander verbunden. Der Stromableiter der Kathode ist elektrisch leitfähig ausgeführt und aus einem Metall gefertigt, beispielsweise aus Aluminium. Der Stromableiter der Kathode steht auf einer zweiten Schmalseite, welche der ersten Schmalseite gegenüber liegt, über einen Rand des Elektrodenwickels 3 über und ist mit einem zweiten Kollektor 9 verbunden. Über den zweiten Kollektor 9 ist der Stromableiter der Kathode elektrisch mit dem positiven Terminal 22 der Batteriezelle 2 verbunden.
  • Der erste Kollektor 7, welcher sich innerhalb des Zellengehäuses 11 befindet, ist mittels einer ersten Kontaktanordnung 18 mit dem negativen Terminal 21 verbunden, welches sich außerhalb des Zellengehäuses 11 befindet. Der zweite Kollektor 9, welcher sich innerhalb des Zellengehäuses 11 befindet, ist mittels einer zweiten Kontaktanordnung 19 mit dem positiven Terminal 22 verbunden, welches sich außerhalb des Zellengehäuses 11 befindet.
  • Das Zellengehäuse 11 der Batteriezelle 2 ist mit einem flüssigen Elektrolyt gefüllt. Der Elektrolyt umgibt die Anode 5, die Kathode und den Separator. Auch der Elektrolyt ist ionisch leitfähig. Der Elektrolyt wird nach dem Zusammenbau des Zellengehäuses 11 durch eine Einfüllöffnung 26 in der Deckplatte 23 in das Zellengehäuse 11 eingefüllt. Danach wird die Einfüllöffnung 26 mittels eines nicht dargestellten Dichtstopfens verschlossen.
  • Der erste Kollektor 7 ist mit einem ersten Anschlussbolzen 61 verbunden, welcher auf einer dem Elektrodenwickel 3 abgewandten Seite von dem ersten Kollektor 7 weg ragt. Der erste Anschlussbolzen 61 durchragt dabei eine erste Decköffnung 24 in der Deckplatte 23 der Deckelanordnung 15 und ist an seinem dem ersten Kollektor 7 abgewandten Ende mit dem negativen Terminal 21 verbunden.
  • Der zweite Kollektor 9 ist mit einem zweiten Anschlussbolzen 62 verbunden, welcher auf einer dem Elektrodenwickel 3 abgewandten Seite von dem zweiten Kollektor 9 weg ragt. Der zweite Anschlussbolzen 62 durchragt dabei eine zweite Decköffnung 25 in der Deckplatte 23 der Deckelanordnung 15 und ist an seinem dem zweiten Kollektor 9 abgewandten Ende mit dem positiven Terminal 22 verbunden.
  • Die Deckelanordnung 15 umfasst vorliegend eine Potentialplatte 17, welche elektrisch leitfähig ausgeführt ist, und welche zwischen der Deckplatte 23 und dem negativen Terminal 21 angeordnet ist. Die Potentialplatte 17 verbindet die Deckplatte 23 elektrisch mit dem negativen Terminal 21. Somit liegt das Zellengehäuse 11 auf dem gleichen elektrischen Potential wie das negative Terminal 21.
  • Die Deckelanordnung 15 umfasst ferner eine Verbindungsplatte 32, welche ebenfalls elektrisch leitfähig ausgeführt ist, und welche zwischen der Deckplatte 23 und dem positiven Terminal 22 angeordnet ist. Die Verbindungsplatte 32 ist elektrisch mit dem positiven Terminal 22 verbunden. Auf der der Deckplatte 23 abgewandten Seite der Verbindungsplatte 32, seitlich neben dem positiven Terminal 22, ist ferner eine Verbindungsplattenisolierung 35 angebracht, vorliegend aufgeklebt.
  • Zwischen der Deckplatte 23 und der Verbindungsplatte 32 ist ein Abstandsisolator 40 vorgesehen, welcher die Deckplatte 23 elektrisch von der Verbindungsplatte 32 und dem positiven Terminal 22 isoliert. Der Abstandsisolator 40 weist eine Durchgriffsöffnung 44 auf, welche von dem zweiten Anschlussbolzen 62 durchragt wird.
  • Die Deckelanordnung 15 umfasst auch eine Deckenplattenisolierfolie 36, welche auf der dem Behälter 13 abgewandten Seite der Deckplatte 23 aufgeklebt ist. Die Deckenplattenisolierfolie 36 weist eine erste Folienöffnung 37 auf, welche von dem negativen Terminal 21 und der Potentialplatte 17 durchragt wird. Die Deckenplattenisolierfolie 36 weist auch eine zweite Folienöffnung 38 auf, auf deren Funktion später eingegangen wird. Die Deckenplattenisolierfolie 36 weist auch eine dritte Folienöffnung 39 auf, welche von dem positiven Terminal 22, der Verbindungsplatte 32, der Verbindungsplattenisolierung 35 und dem Abstandsisolator 40 durchragt wird.
  • Zwischen der Deckplatte 23 und dem ersten Kollektor 7 ist ein erster Anschlussisolator 46 vorgesehen, welcher die Deckplatte 23 elektrisch von dem ersten Kollektor 7 isoliert. Der erste Anschlussisolator 46 weist eine erste Isolatoröffnung 56 auf, welche der erste Anschlussbolzen 61 durchgreift. Zwischen der Deckplatte 23 und dem zweiten Kollektor 9 ist ein zweiter Anschlussisolator 47 vorgesehen, welcher die Deckplatte 23 elektrisch von dem zweiten Kollektor 9 isoliert. Der zweite Anschlussisolator 47 weist eine zweite Isolatoröffnung 57 auf, welche der zweite Anschlussbolzen 62 durchgreift.
  • Ein erster Dichtring 51 ist zwischen dem ersten Anschlussbolzen 61 und der Deckplatte 23 angeordnet. Der erste Dichtring 51 ist dabei um den ersten Anschlussbolzen 61 herum gelegt und befindet sich in der ersten Decköffnung 24 der Deckplatte 23. Der erste Dichtring 51 isoliert den ersten Anschlussbolzen 61 elektrisch von der Deckplatte 23. Zusätzlich dichtet der erste Dichtring 51 die erste Decköffnung 24 luftdicht und flüssigkeitsdicht ab. Somit ist insbesondere ein Eindringen von Feuchtigkeit durch die erste Decköffnung 24 in das Zellengehäuse 11 hinein, sowie ein Austreten von Elektrolyt durch die erste Decköffnung 24 aus dem Zellengehäuse 11 heraus verhindert.
  • Ein zweiter Dichtring 52 ist zwischen dem zweiten Anschlussbolzen 62 und der Deckplatte 23 angeordnet. Der zweite Dichtring 52 ist dabei um den zweiten Anschlussbolzen 62 herum gelegt und befindet sich in der zweiten Decköffnung 25 der Deckplatte 23. Der zweite Dichtring 52 isoliert den zweiten Anschlussbolzen 62 elektrisch von der Deckplatte 23. Zusätzlich dichtet der zweite Dichtring 52 die zweite Decköffnung 25 luftdicht und flüssigkeitsdicht ab. Somit ist insbesondere ein Eindringen von Feuchtigkeit durch die zweite Decköffnung 25 in das Zellengehäuse 11 hinein, sowie ein Austreten von Elektrolyt durch die zweite Decköffnung 25 aus dem Zellengehäuse 11 heraus verhindert.
  • Die Deckplatte 23 des Zellengehäuses 11 umfasst ferner eine Berstöffnung 33, welche von einer Berstscheibe 34 verschlossen ist. Im Falle eines Überdrucks innerhalb des Zellengehäuses 11 öffnet die Berstscheibe 34, wodurch der Überdruck durch die Berstöffnung 33 nach außen entweichen kann. Dadurch wird ein Bersten des Zellengehäuses 11 verhindert. Die Berstöffnung 33 in der Deckplatte 23 fluchtet dabei mit der zweiten Folienöffnung 38 in der Deckenplattenisolierfolie 36.
  • Die Batteriezelle 2 weist vorliegend auch eine Überladungsschutzvorrichtung (Overcharge Safety Device, OSD) auf. Die Überladungsschutzvorrichtung umfasst eine in der Deckplatte 23 des Zellengehäuses 11 vorgesehene OSD-Öffnung 29, welche von einer OSD-Membran 28 verschlossen ist. Die OSD-Membran 28 ist als dünne Metallfolie ausgeführt. Im Falle eines Überdrucks innerhalb des Zellengehäuses 11, welcher beispielsweise durch einen Temperaturanstieg infolge einer Überladung der Batteriezelle 2 eintreten kann, verformt sich die OSD-Membran 28 und berührt dabei die Verbindungsplatte 32. Der Abstandsisolator 40 weist dazu eine Kurzschlussöffnung 42 auf, welche die OSD-Membran 28 bei einer Verformung durchgreifen kann. Dadurch entsteht ein Kurzschluss zwischen dem Zellengehäuse 11 und dem zweiten Kollektor 9, wodurch ein Ladevorgang der Batteriezelle 2 unterbrochen wird.
  • In 2 ist eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform eines Batteriesubmoduls 70 gezeigt.
  • Das Batteriesubmodul 70 umfasst mehrere, vorliegend elf, Batteriezellen 2, welche innerhalb eines Gehäuses 72 angeordnet sind. Die Terminals 21, 22 der Batteriezellen 2 sind mittels Zellverbindern 80 elektrisch miteinander verbunden. Ferner umfasst das Batteriesubmodul 70 ein Steuermodul 74 zur Steuerung und Überwachung der Batteriezellen 2. Das Steuermodul 74 weist dabei annähernd gleiche Abmessungen wie eine Batteriezelle 2 auf.
  • Das Batteriesubmodul 70 weist vorliegend zwölf Aufnahmebereiche 90 zur Aufnahme je einer Batteriezelle 2 sowie des Steuermoduls 74 auf. Die zwölf Aufnahmebereiche 90 sind dabei gleichartig ausgebildet. Das bedeutet, jeder der Aufnahmebereiche 90 kann wahlweise das Steuermodul 74 oder eine der Batteriezellen 2 aufnehmen.
  • Das Steuermodul 74 ist in einem der zwölf Aufnahmebereiche 90 angeordnet, und die elf Batteriezellen 2 sind in den übrigen elf Aufnahmebereiche 90 angeordnet. Die Anzahl der Batteriezellen 2 ist somit um eins geringer als die Anzahl der vorgesehenen Aufnahmebereiche 90.
  • Die Aufnahmebereiche 90 sind vorliegend in zwei Reihen 82 zu je sechs Aufnahmebereichen 90 angeordnet. Die zwei Reihen 82 sind dabei unmittelbar nebeneinander angeordnet. Die Aufnahmebereiche 90 sind dabei in einer gemeinsamen Ebene angeordnet.
  • Die Anzahl der Aufnahmebereiche 90 des Batteriesubmoduls 70, vorliegend zwölf, ergibt sich als Produkt aus der Anzahl der Reihen 82, vorliegend zwei, und der Anzahl der Aufnahmebereiche 90 pro Reihe 82, vorliegend sechs. Selbstverständlich sind auch Anordnungen mit einer abweichenden Anzahl von Reihen 82 sowie mit einer abweichenden Anzahl von Aufnahmebereichen 90 pro Reihe 82 denkbar.
  • Bei der ersten Ausführungsform des Batteriesubmoduls 70 sind alle Aufnahmebereiche 90 innerhalb des Gehäuses 72 angeordnet. Damit ist auch das Steuermodul 74 innerhalb des Gehäuses 72 angeordnet.
  • In 3 ist eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform eines Batteriesubmoduls 70 gezeigt. Die zweite Ausführungsform des Batteriesubmoduls 70 gleicht dabei weitgehend der ersten Ausführungsform des Batteriesubmoduls 70.
  • Abweichend von der ersten Ausführungsform des Batteriesubmoduls 70 weist die zweite Ausführungsform des Batteriesubmoduls 70 jedoch zusätzlich eine Trennwand 78 auf, welche innerhalb des Gehäuses 72 angeordnet ist. Die Trennwand 78 trennt dabei einen der Aufnahmebereiche 90 von den übrigen elf Aufnahmebereichen 90 ab.
  • Das Steuermodul 74 ist dabei in dem Aufnahmebereich 90, der von den übrigen elf Aufnahmebereichen 90 abgetrennt ist, angeordnet. Das Steuermodul 74 ist somit zwar innerhalb des Gehäuses 72 angeordnet, das Steuermodul 74 ist jedoch durch die Trennwand 78 von den elf Batteriezellen 2 getrennt.
  • In 4 ist eine Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform eines Batteriesubmoduls 70 gezeigt. Die dritte Ausführungsform des Batteriesubmoduls 70 gleicht dabei weitgehend der ersten Ausführungsform des Batteriesubmoduls 70.
  • Abweichend von der ersten Ausführungsform des Batteriesubmoduls 70 ist bei der dritten Ausführungsform des Batteriesubmoduls 70 jedoch einer der Aufnahmebereiche 90 außerhalb des Gehäuses 72 angeordnet. Das Gehäuse 72 weist dabei einen von einem Rechteck abweichenden Grundriss auf. Eine Außenwand 76 des Gehäuses 72 trennt dabei den außerhalb des Gehäuses 72 angeordneten Aufnahmebereich 90 von den übrigen elf Aufnahmebereichen 90 ab, die innerhalb des Gehäuses 72 angeordnet sind.
  • Das Steuermodul 74 ist dabei in dem Aufnahmebereich 90 angeordnet, der außerhalb des Gehäuses 72 angeordnet ist. Das Steuermodul 74 ist somit außerhalb des Gehäuses 72 angeordnet und ist durch die Außenwand 76 von den elf Batteriezellen 2 getrennt.
  • Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102012217451 A1 [0004]
    • US 2012/068668 A1 [0006]
    • US 2014/272501 A1 [0007]
    • CN 102903876 B [0008]
    • US 2014/141287 A1 [0009]
    • CN 203406354 U [0010]

Claims (10)

  1. Batteriesubmodul (70), umfassend mehrere in einem Gehäuse (72) angeordnete Batteriezellen (2) und ein Steuermodul (74) zur Steuerung und Überwachung der Batteriezellen (2), dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl von gleichartigen Aufnahmebereichen (90) vorgesehen ist, wobei jeder der Aufnahmebereiche (90) zur Aufnahme je einer Batteriezelle (2) sowie zur Aufnahme des Steuermoduls (74) eingerichtet ist, und dass das Steuermodul (74) in einem der Aufnahmebereiche (90) angeordnet ist.
  2. Batteriesubmodul (70) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermodul (74) zumindest annähernd gleiche Abmessungen wie jede der Batteriezellen (2) aufweist.
  3. Batteriesubmodul (70) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Aufnahmebereiche (90) innerhalb des Gehäuses (72) angeordnet sind.
  4. Batteriesubmodul (70) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Aufnahmebereiche (90) von den übrigen Aufnahmebereichen (90) getrennt ist.
  5. Batteriesubmodul (70) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Aufnahmebereiche (90) außerhalb des Gehäuses (72) angeordnet ist, und dass die übrigen Aufnahmebereiche (90) innerhalb des Gehäuses (72) angeordnet sind.
  6. Batteriesubmodul (70) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmebereiche (90) in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.
  7. Batteriesubmodul (70) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmebereiche (90) in mindestens einer Reihe (82) angeordnet sind.
  8. Batteriesubmodul (70) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Reihen (82) von Aufnahmebereichen (90) nebeneinander angeordnet sind.
  9. Batteriesystem, umfassend mindestens ein Batteriesubmodul (70) nach einem der vorstehenden Ansprüche.
  10. Verwendung eines Batteriesubmoduls (70) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und/oder eins Batteriesystems nach Anspruch 9 in einem Elektrofahrzeug (EV), in einem Hybridfahrzeug (HEV), in einem Plug-In-Hybridfahrzeug (PHEV), in einer stationären Batterie oder in einer Batterie in einer marinen Anwendung.
DE102015212241.7A 2015-06-30 2015-06-30 Batteriesubmodul und Batteriesystem Pending DE102015212241A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015212241.7A DE102015212241A1 (de) 2015-06-30 2015-06-30 Batteriesubmodul und Batteriesystem
PCT/EP2016/061647 WO2017001120A1 (de) 2015-06-30 2016-05-24 Batteriesubmodul und batteriesystem

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