DE102015225544A1 - Trennvorrichtung in standardisiertem Format - Google Patents

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Abstract

Trennvorrichtung (20) für eine Batterie (10), insbesondere für eine Lithium-Ionen-Batterie, wobei die Batterie (10) mindestens eine Batteriezelle (11) aufweist, mit einem Gehäuse (21), in welchem die Trennvorrichtung (20) integriert ist. Erfindungsgemäß ist es hierzu vorgesehen, dass das Gehäuse (21) eine standardisierte Größe aufweist, die einer genormten Größe der Batteriezelle (11) entspricht, die insbesondere für eine HEV-, PHEV- oder BEV-Anwendung geeignet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Trennvorrichtung für eine Batterie, insbesondere eine Lithium-Ionen-Batterie, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Zudem betrifft die Erfindung eine entsprechende Batterie nach dem Oberbegriff des Anspruches 10.
  • Stand der Technik
  • In bekannten Batterien für Anwendungen in der Automobilindustrie oder für stationäre Anwendungen, wie bspw. in Generatoren, oder dergleichen werden mehrere Batteriezellen innerhalb einer Batterie miteinander in Reihe verschaltet. Dabei werden oft Lithium-Ionen-Batterien verwendet. Solche Batterien weisen meistens an einem positiven und an einem negativen Pol jeweils eine Schütz-Schaltung auf, die die Batterie in einem Notfall vom restlichen Stromkreis redundant abschalten kann. Ein solcher Notfall kann sich bspw. bei einem Überladen, einer Überlastung, bei einem internen oder externen Kurzschluss, beim Vorhandensein fremder metallischer Partikel innerhalb einer der Batteriezellen, bei unzulässiger Erwärmung, bei thermischem Durchgehen oder dergleichen ereignen. Zusätzlich kann im Stromkreis am Ausgang der Batterie eine Sicherung vorgesehen werden, die hohe Kurzschlussströme (z. B. bis zu 10kA) trennen kann. Solche Komponenten werden üblicherweise in einer sogenannten Trennvorrichtung (BDU, battery disconnect unit) verbaut. Ferner kann eine solche Trennvorrichtung mit einem Stromsensor ausgestattet sein, um kritische Ströme rechtzeitig erkennen zu können. Zudem kann in einer solchen Trennvorrichtung eine Vorladeeinheit vorgesehen sein, die bspw. mit einem Vorladeschütz und einem Vorladewiderstand ausgeführt sein kann, die beim Zuschalten der Batterie an ein Hochvolt-System den Strom in den ersten Millisekunden limitieren kann, um die batterieexternen Kapazitäten aufzuladen. Solche zuvor erwähnten Komponenten haben einen hohen Platzbedarf und müssen in verschiedene Speichersysteme integriert werden, die unterschiedlich viel Platz zur Verfügung haben. Deswegen werden Komponenten in solchen Trennvorrichtungen zunehmend durch Halbleiter, insbesondere durch Leistungshalbleiter, ersetzt, um Platz zu sparen. Die Halbleiter, insbesondere die Leistungshalbleiter erfordern jedoch eine hohe Kühlleistung.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung sieht eine Trennvorrichtung für eine Batterie, insbesondere für eine Lithium-Ionen-Batterie, nach Anspruch 1 und eine entsprechende Batterie nach Anspruch 10 vor. Hierbei ist es vorteilhaft, dass die Trennvorrichtung in vielen verschiedenen Anwendungen und mit vielen unterschiedlichen (insbesondere geometrisch ausgestalteten) Speichersystemen sowie verschiedenen Batterien einsetzbar ist. Auch ist es dabei vorteilhaft, dass die Trennvorrichtung eine bessere Handhabung, eine höhere Nützlichkeit und eine bessere Wirtschaftlichkeit aufweist. Weitere Vorteile, Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit verschiedenen Erfindungsaspekten der erfindungsgemäßen Trennvorrichtung und der erfindungsgemäßen Batterie beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
  • Die Erfindung stellt eine Trennvorrichtung für eine Batterie, insbesondere für eine Lithium-Ionen-Batterie, bereit, wobei die Batterie mindestens eine Batteriezelle aufweist, mit einem Gehäuse, in welchem die Trennvorrichtung integriert ist, wobei das Gehäuse eine standardisierte Größe aufweist, die einer genormten Größe der Batteriezelle entspricht, die insbesondere für eine HEV-, PHEV- oder BEV-Anwendung geeignet ist. Unter der genormten Größe kann dabei nur ein Abmaß der Batteriezelle, wie Höhe, Breite oder Dicke, oder alle solche Abmaßen zusammen, oder eine Größe einer Stirnfläche, oder eine Größe einer Wandfläche der Batteriezelle verstanden werden.
  • Der Erfindungsgedanke liegt dabei darin, ein optimales Bauraumkonzept für eine Trennvorrichtung in einer Batterie auf Basis von Leistungshalbleitern bereitzustellen, das in sämtliche standardisierte Batterien bzw. Batteriesysteme integriert werden kann. Ferner liegt der Erfindungsgedanke darin, dass ein standardisierter Aufbau der Trennvorrichtung es möglich macht, die Trennvorrichtung in vorhandenen Kühlkonzepten der Batterien als ein Standardmodul zu integrieren, sodass keine zusätzliche Kosten und Aufwendungen für die Kühlung der Trennvorrichtung benötigt werden. Hierbei ist die Trennvorrichtung in ein Gehäuse integriert, welches einem Gehäuse einer Batteriezelle, zumindest an einer Stirnfläche, entsprechen kann, und welches zumindest eine genormte Größe aufweisen kann, die bspw. für eine HEV-, PHEV- oder BEV-Anwendung geeignet sein kann. Dabei sind solche Standartgrößen des Gehäuses denkbar, wie HEV, PHEV, PHEV 1, PHEV 2, BEV, BEV 1, BEV 2 oder dergleichen. Dabei ist es denkbar, dass das Gehäuse als ein Standard-Gehäuse einer prismatischen oder einer Pouch-Batteriezelle ausgebildet sein kann. Erfindungsgemäß kann somit das Gehäuse mit der darin integrierten Trennvorrichtung eine Batteriezelle in der Batterie ersetzen oder ergänzen.
  • Erfindungsgemäß kann es ferner vorgesehen sein, dass das Gehäuse als ein Modul, insbesondere als ein Standard-Modul der Batterie, ausgebildet sein kann. Die Batteriezellen in Batteriesystemen werden in sogenannten Modulen zusammengefasst. Solche Module weisen standardisierte Größen auf, die für verschiede Anwendungen, wie z. B. für verschiedene Fahrzeugtypen, festgelegt sind. Die Größen können je nach geforderter Leistung in einer Anwendung, wie z. B. in einem Kraftfahrzeug, variieren. Bspw. kann für ein reines Elektroauto ein größeres Standard-Modul bzw. ein größeres Standard-Gehäuse von Vorteil sein als für ein reines Verbrennungskraftfahrzeug oder ein Hybridkraftfahrzeug. Dabei kann es vorteilhaft sein, dass die erfindungsgemäße Trennvorrichtung einfach als ein Modul bzw. als ein Standard-Modul der Batterie für solche Systeme bzw. für solche Batterien verwendet werden kann. Außerdem kann dabei vorteilhaft sein, dass ein solches Standard-Modul einfach gehandhabt werden kann, und dass ein solches Standard-Modul in vorhandenen Batterien eingesetzt werden kann. Zudem kann es von Vorteil sein, dass solche Module bereits einen positiven und negativen (Hochvolt-)Anschluss aufweisen können, sodass die Trennvorrichtung einfach an diese vorhandenen Anschlüsse angeschlossen werden kann. Somit kann ein solches Modul bzw. ein solches Standard-Modul einfach an ein vorhandenes Kühlsystem der Batterie bzw. der Batteriezelle angeschlossen werden. Die Nützlichkeit der Trennvorrichtung wird somit erheblich erhöht. Auch die Wartung und der Austausch von solchen Modulen kann somit erheblich vereinfacht werden. Schließlich kann eine solche Trennvorrichtung einfach in einer Serien-Herstellung bereitgestellt werden.
  • Ferner kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass das Gehäuse einen Anschluss an ein Kühlsystem der Batterie, insbesondere an ein Kühlsystem der Batteriezelle, aufweisen kann. Das Gehäuse kann ein teilweise oder vollständig ummantelndes thermisches Isolationsmittel aufweisen. Das Gehäuse kann auch mitsamt der Trennvorrichtung thermisch an ein vorhandenes Kühlsystem der Batterie angebunden werden, z. B. an der Stelle, an der die Wärme bspw. durch Kühlplatten abgeführt wird. Dies kann z.B. am Boden der Batterie sein. Dabei ist es von Vorteil, dass die Trennvorrichtung kein separates, eigenes Kühlsystem aufweisen muss. Somit kann die Trennvorrichtung einfacher und günstiger ausgeführt werden. Hierbei ist es außerdem denkbar, dass die Trennvorrichtung in ein intelligentes Kühlsystem der Batterie integriert werden kann. Batterien weisen oft Temperaturen-Bereiche auf, in welchen sie effizient arbeiten und optimal betrieben werden können. So kann es manchmal notwendig sein, die Batterie zuerst auf eine geeignete Betriebstemperatur zu erwärmen, und manchmal die Batterie zu kühlen. Hierzu können Kühlsysteme Temperatur-Sensoren, Lüftungen, Ventilatoren und Steuereinheiten aufweisen, die dafür sorgen können, dass die Batterie mit einer optimalen Temperatur arbeitet. Hierbei ist es erfindungsgemäß denkbar, dass die Trennvorrichtung die notwendigen Temperatur-Sensoren aufweisen kann und/oder die Steuereinheiten aufnehmen kann, die für eine solche intelligente Kühlung notwendig sein können. Vorteilhafterweise können solche Temperatur-Sensoren und/oder Steuereinheiten ebenfalls auf Halbleiterbasis realisiert werden. Ferner ist es im Rahmen der Erfindung möglich, die Wärme, die im Betrieb der Leistungshalbleiter entsteht, auszunutzen, um die Batterie entsprechend zu erwärmen, wenn es nötig sein sollte und umgekehrt. Hierbei ist es denkbar, dass die Trennvorrichtung an ein zentrales Kühlsystem der Batterie angeschlossen, insbesondere funktional angeschlossen, werden kann. „Funktional angeschlossen“ heißt dabei als ein funktionales Element im Rahmen des vorhandenen Kühlsystems der Batterie. Zudem ist es denkbar, dass in Batterien, in denen die Batteriezellen eine separate Kühlung aufweisen, das erfindungsgemäße Gehäuse mit einer entsprechenden separaten Kühlung bereitgestellt werden kann.
  • Erfindungsgemäß kann es weiterhin vorgesehen sein, dass das Gehäuse an mindestens einem Pol der Batterie, insbesondere an beiden Polen der Batterie und/oder an mindestens einem Terminal der Batterie, insbesondere an beiden Terminalen der Batterie, mit der Batterie gekoppelt sein kann. Die erfindungsgemäße Trennvorrichtung kann somit vorteilhafterweise entweder an einem Pol der Batterie oder an beiden Polen der Batterie eingesetzt werden. Hierbei ist es denkbar, dass die Trennvorrichtung zwischen einem Batterieterminal und der ersten Batteriezelle und/oder zwischen einem zweiten Batterieterminal und der letzten Batteriezelle verschaltet werden kann. Zudem ist es denkbar, dass die erfindungsgemäße Trennvorrichtung derart mit der ersten und der letzten Batteriezelle elektrisch verbunden sein kann, sodass durch nur ein standardisiertes Modul bzw. Gehäuse eine kombinierte Trennvorrichtung bereitgestellt werden kann, um die Batterie mit nur einen Trennvorrichtung an beiden Polen abschalten zu können.
  • Gemäß der Erfindung kann die Trennvorrichtung mindestens eine Schaltvorrichtung aufweisen, die mit Halbleiterbauelementen, insbesondere mit Leistungshalbleitern, bevorzugt in Form von MOSFET- oder IGBT-Transistoren, ausgebildet sein kann. Die erfindungsgemäße Trennvorrichtung ermöglicht vorteilhafterweise eine Aufnahme von Komponenten auf Halbleiterbasis, insbesondere von Leistungshalbleitern. Solche Komponenten erfordern vorteilhafterweise nicht viel Bauraum und finden erfindungsgemäß ausreichend Platz in einem Gehäuse mit den Abmessungen einer Standard-Batteriezelle. Vorteilhafterweise können solche Komponenten innerhalb des Gehäuses in der Nähe eines Anschlusses an ein Kühlsystem positioniert werden, bspw. am Boden des Gehäuses, um zuverlässig durch ein bereits vorhandenes Kühlsystem der Batterie, bspw. durch eine bodenseitige Kühlplatte, gekühlt zu werden. Gleichzeitig können solche Halbleiter-Komponenten auch auf einem kleinen Bauraum eine hohe Funktionalität aufweisen. Die erfindungsgemäße Trennvorrichtung kann folglich zuverlässig den Strom von der Batterie zu- und abschalten, eine sichere Vorladung der Batterie realisieren, einen Kurzschluss rechtzeitig erkennen und die Batterie zuverlässig abschalten. Gleichzeitig bieten Leistungshalbleiter-Komponenten in der Trennvorrichtung vorteilhafterweise die Möglichkeit, Ströme, Temperaturen und Spannungen zu messen.
  • Ferner kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass am Gehäuse mindestens ein Anschluss für Energie und/oder ein Anschluss für Daten vorgesehen sein können/kann. Vorteilhafterweise können somit bereits vorhandene Anschlüsse der Batteriezelle genutzt werden, die in einem Standardgehäuse integriert sind, um den Aufbau der Batterie zu vereinfachen und den Einbau sowie Anschluss der Trennvorrichtung in der bzw. an die Batterie zu erleichtern.
  • Erfindungsgemäß kann es vorgesehen sein, dass der Anschluss für Energie in einer Stirnfläche des Gehäuses integriert sein kann. Somit können der Zugang zum Anschluss erleichtert und der Einbau der Trennvorrichtung innerhalb der Batterie vereinfacht werden.
  • Zudem kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass der Anschluss für Daten, insbesondere für eine drahtlose Datenübertragung, in Form eines Kommunikationsanschlusses der Batteriezelle ausgebildet sein kann. Somit kann der Kommunikationsanschluss vorteilhafterweise für Datenkommunikation der Trennvorrichtung ausgenutzt werden. Hierbei ist es denkbar, dass der Anschluss für Daten in einer Stirnfläche des Gehäuses integriert sein kann. Somit kann erreicht werden, dass der Zugang zum Anschluss und der Einbau der Trennvorrichtung innerhalb der Batterie erleichtert werden können.
  • Ferner wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch eine Batterie, insbesondere eine Lithium-Ionen-Batterie, mit einer Vielzahl an Batteriezellen gelöst, wobei eine Trennvorrichtung, wie oben beschrieben, in der Batterie vorgesehen sein kann. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Batterie werden die gleichen Vorteile erreicht, die zuvor anhand der Beschreibung der erfindungsgemäßen Trennvorrichtung beschrieben wurden. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird an dieser Stelle vollumfänglich auf diese Vorteile Bezug genommen.
  • Des Weiteren kann es erfindungsgemäß vorteilhaft sein, dass die Trennvorrichtung als ein Modul, insbesondere als ein Standard-Modul der Batterie, mindestens eine Batteriezelle der Vielzahl an Batteriezellen ersetzen kann. Somit können vorhandene Batterien auf eine einfache Weise mit einer erfindungsgemäßen Trennvorrichtung aufgerüstet werden. Die Montage der Trennvorrichtung in der Batterie wird somit erheblich erleichtert. Auch ist es dabei denkbar, dass Batterien in einer Serienproduktion mit einer solchen Trennvorrichtung ausgerüstet werden können.
  • Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele
  • Die erfindungsgemäße Trennvorrichtung und die entsprechende Batterie sowie deren Vorteile und deren Weiterbildungen werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
  • 1 eine schematische Darstellung einer modular aufgebauten Batterie,
  • 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Batterie in einer Vorderansicht,
  • 3 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Batterie in einer Draufsicht,
  • 4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Trennvorrichtung in einer Seitenansicht, und
  • 5 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Trennvorrichtung in einer Vorderansicht.
  • Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 5 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Die 1 zeigt dabei eine Batterie 10, die einen modularen Aufbau aufweist. Die Batterie 10 weist dabei eine Reihenschaltung von mehreren Batteriezellen 11 auf, wobei die Batteriezellen 11 als Standard-Module ausgebildet sind, die die gleichen geometrischen und elektrischen Eigenschaften aufweisen. Die erste Batteriezelle 11 in der Reihe kann dabei an einem ihrer Pole 13, der einem positiven Pol 13 der Batterie 10 entsprechen kann, mit einer Trennvorrichtung 20 verbunden sein. Die letzte Batteriezelle 11 kann ebenfalls an einem ihrer Pole 14, der einem negativen Pol der Batterie 10 entsprechen kann, mit der Trennvorrichtung 20 verbunden sein. Die Trennvorrichtung 20 wird somit zwischen den beiden Polen 13 und 14 der Batterie 10 und den Ausgangsterminals 33 und 34 der Batterie 10 verschaltet. Die Trennvorrichtung 20 dient dabei dazu, die Batterie 10 in einem Fehler- oder Notfall vom restlichen Stromkreis abzuschalten, wenn bspw. die Batterie 10 durchbrennt, die Batterie 10 beschädigt wird, im Falle eines internen oder externen Kurzschlusses oder dergleichen. Hierzu weist die Trennvorrichtung 20 eine Schütz-Schaltung 1 am positiven Pol 13 der Batterie 10 und eine Schütz-Schaltung 2 am negativen Pol 14 der Batterie 10 auf. Zusätzlich kann die Trennvorrichtung 20 am positiven Pol 13 eine Sicherung 4 aufweisen, um hohe Kurzschlussströme im Fehler- bzw. Notfall zu trennen. Auch kann die Trennvorrichtung 20 mit einem Vorladeschütz 3 und einem Vorladewiderstand 5 ausgestattet sein, um beim Zuschalten der Batterie 10 den Strom nach außen zu limitieren, bis die Kapazitäten außerhalb der Batterie 10 entsprechend aufgeladen sind. Zudem kann die Trennvorrichtung 20 einen Stromsensor 6 am negativen Pol 14 aufweisen. Denkbar kann außerdem ein Stromsensor am positiven Pol 13 sein.
  • Die Trennvorrichtung 20 kann erfindungsgemäß auf Halbleiterbasis hergestellt sein. Vorteilhafterweise kann somit eine solche Trennvorrichtung 20 auf Halbleiterbasis kleinere geometrische Abmaße, wie z. B. eine Batteriezelle 11 aufweisen. Erfindungsgemäß wird die Trennvorrichtung 20 mit einer Schaltvorrichtung 22, die sämtliche funktionelle Komponenten der Trennvorrichtung 20 aufnehmen kann, innerhalb eines typischen Batteriezellen-Gehäuses 21 integriert, wie in den 2 bis 5 gezeigt ist. Hierbei kann das Gehäuse 21 eine standardisierte Größe aufweisen, die einer genormten Größe einer Batteriezelle 11 entsprechen kann, die bspw. für eine bestimmte Anwendung, wie eine HEV-, eine PHEV- oder eine BEV-Anwendung, geeignet sein kann. Die erforderlichen Abmaße einer Batteriezelle 11 können dabei entsprechend einer erforderlichen Kapazität der Batterie 10 für eine bestimmte Anwendung variieren. Für solche Anwendungen werden standardisierte Größen von Batteriezellen 11 eingesetzt. Dabei kann es sich um prismatische, runde oder Pouch-Batteriezellen 11 handeln. Eine HEV-Anwendung kann bspw. eine prismatische Batteriezelle 11 mit Abmaßen von 85·125·12,5 mm erfordern. Eine PHEV 1-Anwendung kann eine prismatische Batteriezelle 11 mit Abmaßen von 85·173·21 mm erfordern. Ferner kann eine PHEV 2-Anwendung eine prismatische Batteriezelle 11 mit Abmaßen von 91·148·26.5 mm erfordern und usw.
  • Erfindungsgemäß kann das Gehäuse 21 je nach Art der Anwendung ebenfalls diese speziellen genormten Abmaße, die für die jeweilige Anwendung vorgesehen sind, aufweisen. Hierbei kann die Höhe, die Breite und die Dicke des Gehäuses 21 oder zumindest die Abmaße einer Stirnfläche des Gehäuses 21 an die festgelegten Standard-Abmaße angepasst sein, wobei im letzteren Falle die Höhe des Gehäuses 21 von der festgelegten Höhe einer Batteriezelle 11 abweichen kann.
  • Die 2 und 3 zeigen dabei, dass die Trennvorrichtung 20 in einem Gehäuse 21 aufgenommen wird, welches der Größe nach als eine Standard-Batteriezelle 11, als ein Standard-Modul bzw. als ein Standard-Gehäuse einer Batteriezelle 11 ausgebildet ist. Dabei entsprechen die Höhe, die Breite und die Dicke des Gehäuses 21 der Höhe, der Breite und der Dicke der Batteriezelle 11. Anhand der 2 und 3 werden die Vorteile einer solchen Trennvorrichtung 20 ersichtlich, die nachfolgend im Detail beschrieben werden.
  • Die erfindungsgemäße Trennvorrichtung 20 wird durch den erfindungsgemäßen standardisierten geometrischen Aufbau optimal in das Bauraumkonzept der Batterie 10 integriert. Ein solcher standardisierter Aufbau der Trennvorrichtung 20 ermöglicht es außerdem, dass die Trennvorrichtung 20 an ein vorhandenes Kühlsystem 12 der Batterie 10 angeschlossen werden kann, ohne dass eine zusätzliche Kühlung für die Trennvorrichtung 20 benötigt wird. In dem dargestellten Beispiel wird die Batterie 10 mit Hilfe einer Kühlplatte 12 am Boden der Batterie 10 gekühlt. Hierbei kann die Trennvorrichtung 20 als ein Standard-Modul der Batterie 10 an dasselbe Kühlsystem 12 angeschlossen sein. Vorteilhafterweise kann dabei die Schaltvorrichtung 22, die sämtliche Halbleiter-Komponenten der Trennvorrichtung 20 umfasst, nahe am Boden des Gehäuses 21 positioniert werden, wie in den 4 und 5 gezeigt ist. Durch Berührung der Kühlplatte 12 kann somit ein Anschluss 26 an das Kühlsystem 12 realisiert werden. Ferner ist es auch denkbar, dass die erfindungsgemäße Trennvorrichtung 20 an unterschiedliche Arten der Kühlsysteme für Batterien 10 anschließbar sein kann.
  • Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, kann die Trennvorrichtung 20 an mindestens einen Pol 13 der Batterie 10 angeschlossen sein. Zudem ist es denkbar, wie es mit gestrichelten Linien in der 3 angedeutet ist, dass die Trennvorrichtung 20 als eine integrierte Trennvorrichtung 20 ausgebildet sein kann, die an beide Pole 13, 14 der Batterie 10 angeschlossen werden kann, um die Batterie 10 an beiden Batterie-Terminals 33, 34 vom restlichen Stromkreis trennen zu können. Stattdessen ist es aber ebenfalls denkbar, dass zwei separate Trennvorrichtungen 20 mit Standard-Abmaßen im Sinne der Erfindung an beiden Polen 13 und 14 der Batterie 10 vorgesehen sein können, um die Batterie 10 allpolig abschalten zu können.
  • Wie in den 4 und 5 gezeigt ist, kann die erfindungsgemäße Trennvorrichtung 20 mit gleichen Anschlüssen 23, 24, 25, 26 versehen sein, wie jede Batteriezelle 11 der Batterie 10. Hierbei können zwei elektrische Anschlüsse 23, 24 in Form von Batteriezellen-Pole ausgebildet sein, die in der Stirnfläche des Gehäuses 21 integriert sein können. Auch kann ein standardisierter Kommunikationsanschluss 25 der Batteriezelle 11 als ein Anschluss 25 für Daten der Trennvorrichtung 20 genutzt werden, der ebenfalls in der Stirnfläche des Gehäuses 21 integriert sein kann. Erfindungsgemäß ist es dabei denkbar, dass die Schaltvorrichtung 22 mit entsprechenden Leitungen innerhalb des Gehäuses 21 an die Anschlüsse 23, 24, 25 angeschlossen sein kann. Der Anschluss 26 an das Kühlsystem 12 der Batterie 10 wird über den Boden des Gehäuses 21 automatisch hergestellt, wenn das Gehäuse 21 als ein Modul innerhalb der Batterie 10 mit Kontakt zur Kühlplatte 12 verbaut wird, wie in den 2 und 3 gezeigt ist.
  • Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Trennvorrichtung 20 liegt außerdem darin, dass die Trennvorrichtung 20 leicht als ein Baustein handhabbar ist. Zudem ist es vorteilhaft, dass die Trennvorrichtung 20 leicht in der Batterie 10 verbaut werden kann. Hierbei kann die Trennvorrichtung 20 einfach ein Modul in der Batterie 10 ersetzen. Auch ist es von Vorteil, dass die Trennvorrichtung 20 in einer Serienherstellung für jeweils eine der unterschiedlichen standardisierten Anwendungen bereitgestellt werden kann.
  • Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiven Einzelheiten und räumlichen Anordnungen, können sowohl für sich alleine als auch in den verschiedensten Kombinationen, insbesondere basierend auf 1 bis 5, erfindungswesentlich sein.

Claims (10)

  1. Trennvorrichtung (20) für eine Batterie (10), insbesondere für eine Lithium-Ionen-Batterie, wobei die Batterie (10) mindestens eine Batteriezelle (11) aufweist, mit einem Gehäuse (21), in welchem die Trennvorrichtung (20) integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (21) eine standardisierte Größe aufweist, die einer genormten Größe der Batteriezelle (11) entspricht, die insbesondere für eine HEV-, PHEV- oder BEV-Anwendung geeignet ist.
  2. Trennvorrichtung (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (21) als ein Modul, insbesondere als ein Standard-Modul der Batterie (10), ausgebildet ist.
  3. Trennvorrichtung (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (21) einen Anschluss (26) an ein Kühlsystem (12) der Batterie (10), insbesondere an ein Kühlsystem der Batteriezelle (11), aufweist.
  4. Trennvorrichtung (20) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss (26) an ein Kühlsystem (12) der Batterie (10) in einem Boden des Gehäuses (21) integriert ist.
  5. Trennvorrichtung (20) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (21) an mindestens einem Pol (13) der Batterie (10), insbesondere an beiden Polen (13, 14) der Batterie (10) und/oder an mindestens einem Terminal (33) der Batterie (10), insbesondere an beiden Terminalen (33, 34) der Batterie (10), mit der Batterie (10) koppelbar ist.
  6. Trennvorrichtung (20) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennvorrichtung (20) mindestens eine Schaltvorrichtung (22) aufweist, die mit Halbleiterbauelementen, insbesondere mit Leistungshalbleitern, bevorzugt in Form von MOSFET- oder IGBT-Transistoren, ausgebildet ist.
  7. Trennvorrichtung (20) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (21) mindestens ein Anschluss (23, 24) für Energie und/oder ein Anschluss (25) für Daten vorgesehen ist.
  8. Trennvorrichtung (20) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss (23, 24) für Energie in einer Stirnfläche des Gehäuses (21) integriert ist.
  9. Trennvorrichtung (20) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss (25) für Daten, insbesondere für eine drahtlose Datenübertragung, in Form eines Kommunikationsanschlusses (25) der Batteriezelle (11) ausgebildet ist, insbesondere dass der Anschluss (25) für Daten in einer Stirnfläche des Gehäuses (21) integriert ist.
  10. Batterie (10), insbesondere eine Lithium-Ionen-Batterie, mit einer Vielzahl an Batteriezellen (11), dadurch gekennzeichnet, dass eine Trennvorrichtung (20) nach einem der vorgenannten Ansprüche vorgesehen ist, insbesondere dass die Trennvorrichtung (20) als ein Modul, insbesondere als ein Standard-Modul der Batterie (10), mindestens eine Batteriezelle (11) der Vielzahl an Batteriezellen (11) ersetzt.
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