DE102016203923A1 - battery system - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriesystem (100), umfassend n räumlich getrennt angeordnete Teilbatterien (10, 20, 30), wobei n ≥ 2 ist, wobei die Teilbatterien (10, 20, 30) in Reihe oder parallel verschaltet sind, wobei das Batteriesystem (100) durch elektromechanische Schaltelemente (14, 16, 24, 34, 40) galvanisch von Anschlusspunkten („+“, „–“) des Batteriesystems (100) trennbar ist, wobei die elektromechanischen Schaltelemente (14, 16, 24, 34, 40) durch ein Batterie-Steuergerät (13) ansteuerbar sind, wobei das Batteriesystem (100) nur in den Zuleitungen (Z1+, Z2–; Z1+, Z3–; Z1+, Z1–) zweier Pole (P1+, P2–; P1+, P3–; P1+, P1–) des Batteriesystems (100) zu den Anschlusspunkten („+“, „–“) elektromechanische Schaltelemente (14, 16, 24, 34, 40) aufweist, wobei in den Zuleitungen der anderen Pole der Teilbatterien (10, 20, 30) mechanische Trennschalter (18, 23, 26, 33) angeordnet sind.The invention relates to a battery system (100) comprising n spatially separated sub-batteries (10, 20, 30), wherein n ≥ 2, wherein the sub-batteries (10, 20, 30) are connected in series or in parallel, wherein the battery system ( 100) by electromechanical switching elements (14, 16, 24, 34, 40) is electrically isolated from connection points ("+", "-") of the battery system (100), wherein the electromechanical switching elements (14, 16, 24, 34, 40 ) can be controlled by a battery control unit (13), the battery system (100) only in the supply lines (Z1 +, Z2-, Z1 +, Z3-, Z1 +, Z1-) of two poles (P1 +, P2-, P1 +, P3- P1 +, P1-) of the battery system (100) to the connection points ("+", "-") electromechanical switching elements (14, 16, 24, 34, 40), wherein in the supply lines of the other poles of the sub-batteries (10, 20, 30) mechanical disconnect switches (18, 23, 26, 33) are arranged.

Description

Die Erfindung betrifft ein Batteriesystem, umfassend n räumlich getrennt angeordnete Teilbatterien. The invention relates to a battery system comprising n spatially separated sub-batteries.

Aus der DE 10 2009 020 178 A1 ist ein System zum Speichern von elektrischer Energie bekannt, das einen ersten Energiespeicher mit einer ersten Steuereinheit zum Steuern des Betriebes und Überwachen des Zustandes des ersten Energiespeichers und einen zweiten Energiespeicher mit einer zweiten Steuereinheit zum Steuern und Überwachen des zweiten Energiespeichers aufweist. Dabei weist das System weiter eine übergeordnete Steuereinheit zum Steuern des Betriebes und Überwachen des Zustandes einer Gesamtheit von Energiespeichern auf, welche den ersten Energiespeicher und den zweiten Energiespeicher umfasst. Dabei ist vorgesehen, dass die erste Steuereinheit und die übergeordnete Steuereinheit mittels einer Master-Steuereinheit realisiert sind, welche dem ersten Energiespeicher zugeordnet ist. In diesem Fall ist die zweite Steuereinheit eine Slave-Steuereinheit, wobei die Pole der Energiespeicher durch elektromechanische Schalter abtrennbar sind, die von den Steuereinheiten angesteuert werden. From the DE 10 2009 020 178 A1 a system for storing electrical energy is known, which has a first energy store with a first control unit for controlling the operation and monitoring of the state of the first energy store and a second energy store with a second control unit for controlling and monitoring the second energy store. In this case, the system further comprises a higher-level control unit for controlling the operation and monitoring of the state of a total of energy stores, which comprises the first energy store and the second energy store. It is provided that the first control unit and the higher-level control unit are realized by means of a master control unit, which is assigned to the first energy storage. In this case, the second control unit is a slave control unit, wherein the poles of the energy storage are separable by electromechanical switches, which are controlled by the control units.

Aus der DE 10 2012 006 448 A1 ist ein Hochvoltmodul mit Trennschalter bekannt, umfassend ein Modulgehäuse, in dem ein manuell bedienbarer Trennschalter in einer Steckbuchse des Modulgehäuses angeordnet ist, der durch Entfernen aus der Steckbuchse mindestens eine Hochvoltleitung innerhalb des Modulgehäuses des Hochvoltmoduls unterbricht. Dabei ist der Trennschalter in Reihe zu einem elektromechanischen Schalter angeordnet. From the DE 10 2012 006 448 A1 is a high-voltage module with circuit breaker known, comprising a module housing, in which a manually operable disconnect switch is arranged in a socket of the module housing, which interrupts by removing from the socket at least one high-voltage line within the module housing of the high-voltage module. In this case, the circuit breaker is arranged in series with an electromechanical switch.

Aus der EP 2 018 994 A1 ist ein Batteriesystem bekannt, das zwei Teilbatterien aufweist, die über einen Trennschalter verbunden sind. Der Trennschalter ist als Service-Stecker ausgebildet. From the EP 2 018 994 A1 a battery system is known which has two sub-batteries which are connected via a disconnect switch. The circuit breaker is designed as a service plug.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Batteriesystem mit räumlich getrennten Teilbatterien zu schaffen, das mit geringerem schaltungstechnischem Aufwand realisiert werden kann. The invention is based on the technical problem of providing a battery system with spatially separated sub-batteries, which can be realized with less circuit complexity.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch ein Batteriesystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. The solution of the technical problem results from a battery system with the features of claim 1. Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Das Batteriesystem umfasst n räumlich getrennt angeordnete Teilbatterien, wobei n ≥ 2 ist. Dabei können die Teilbatterie in Reihe oder parallel verschaltet sein, wobei das Batteriesystem durch elektromechanische Schaltelemente galvanisch von Anschlusspunkten des Batteriesystems trennbar ist. Die elektromechanischen Schaltelemente sind dabei vorzugsweise Relais. Weiter umfasst das Batteriesystem ein Steuergerät, durch das die elektromechanischen Schaltelemente ansteuerbar sind. Das weist das Batteriesystem nur in den Zuleitungen zweier Pole des Batteriesystems zu den Anschlusspunkten elektromechanischer Schaltelemente auf, wobei in den Zuleitungen der anderen Pole der Teilbatterien mechanische Trennschalter angeordnet sind. Die Anschlusspunkte stellen dabei den äußeren Abgriff des Batteriesystems dar. Durch die elektromechanischen Schaltelemente kann damit das Batteriesystem allpolig galvanisch von den Anschlusspunkten getrennt werden, wobei die interne Trennung innerhalb des Batteriesystems durch die mechanischen Trennschalter erfolgt. Als Ergebnis werden nur zwei elektromechanische Schaltelemente für das Abschalten benötigt, wobei vorzugsweise noch ein drittes elektromechanisches Schaltelement vorgesehen sein kann, um den Einschaltstrom zu begrenzen, wobei dann das dritte elektromechanische Schaltelement mit einem Vorwiderstand parallel zu einem der beiden elektromechanischen Schaltelemente geschaltet ist. Dies stellt bereits eine erhebliche Vereinfachung gegenüber der DE 10 2009 020 178 A1 dar, wobei der Effekt mit wachsenden n stetig zunimmt. Daher ist vorzugsweise auch n ≥ 3. The battery system comprises n spatially separated sub-batteries, where n ≥ 2. In this case, the sub-battery can be connected in series or in parallel, wherein the battery system by electromechanical switching elements is galvanically separable from connection points of the battery system. The electromechanical switching elements are preferably relays. Furthermore, the battery system comprises a control unit, by means of which the electromechanical switching elements can be activated. This has the battery system only in the leads of two poles of the battery system to the connection points of electromechanical switching elements, wherein mechanical disconnectors are arranged in the leads of the other poles of the sub-batteries. The connection points represent the outer tap of the battery system. The electromechanical switching elements allow the battery system to be galvanically isolated from the connection points on all poles, whereby the internal separation within the battery system is effected by the mechanical disconnectors. As a result, only two electromechanical switching elements for switching off are needed, preferably still a third electromechanical switching element may be provided to limit the inrush current, in which case the third electromechanical switching element is connected in parallel with one of the two electromechanical switching elements. This already represents a considerable simplification over the DE 10 2009 020 178 A1 where the effect increases steadily with increasing n. Therefore, preferably also n ≥ 3.

Welche Pole bzw. deren Zuleitungen mit den Anschlusspunkten verbunden sind, ist abhängig von der Verschaltung der Teilbatterien. Sind die Teilbatterien parallel verschaltet, so sind die Pole einer ersten Teilbatterie mit den Anschlusspunkten verbunden, sodass in deren Zuleitungen zu den Anschlusspunkten die elektromechanischen Schaltelemente angeordnet sind, wobei die zweite Teilbatterie über mechanische Trennschalter mit den Polen der ersten Teilbatterie verbunden ist. Entsprechend wäre dann eine dritte Teilbatterie über Trennschalter mit den Polen der zweiten Teilbatterie verbunden. Which poles or their supply lines are connected to the connection points, depends on the interconnection of the sub-batteries. If the sub-batteries are connected in parallel, the poles of a first sub-battery are connected to the connection points, so that the electromechanical switching elements are arranged in their leads to the connection points, wherein the second sub-battery is connected via mechanical disconnect switches to the poles of the first sub-battery. Accordingly, a third sub-battery would then be connected via disconnectors to the poles of the second sub-battery.

Sind die Teilbatterien hingegen in Reihe verschaltet, so ist ein erster Pol der ersten Teilbatterie mit einem Anschlusspunkt und ein zweiter Pol der n-ten Teilbatterie mit einem weiteren Anschlusspunkt verbunden, wobei der erste und zweite Pol unterschiedliche Polaritäten aufweisen. Im Gegensatz zur Parallelschaltung befinden sich die elektromechanischen Schaltelemente also in unterschiedlichen Teilbatterien. If, however, the sub-batteries are connected in series, then a first pole of the first sub-battery having a connection point and a second pole of the n-th sub-battery is connected to a further connection point, the first and second pole having different polarities. In contrast to the parallel connection, the electromechanical switching elements are therefore in different sub-batteries.

In einer weiteren Ausführungsform weist das Batteriesystem genau ein Batterie-Steuergerät auf, das in der ersten Teilbatterie angeordnet ist. Im Falle einer Reihenschaltung wird dann nur eine Steuerleitung von der ersten Teilbatterie zu der n-ten Teilbatterie gezogen, um das elektromechanische Schaltelement zu steuern. Dies vereinfacht den Schaltungsaufwand weiter, da eben nur ein Batterie-Steuergerät benötigt wird. In a further embodiment, the battery system has exactly one battery control unit, which is arranged in the first sub-battery. In the case of a series connection, only one control line is then drawn from the first sub-battery to the n-th sub-battery to control the electromechanical switching element. This simplifies the Circuit complexity further, since only one battery control unit is needed.

In einer weiteren Ausführungsform ist über den mechanischen Trennschaltern eine Abdeckung angeordnet. Dies verhindert ein versehentliches Berühren der spannungsführenden Trennschalter. Alternativ können diese auch geeignet in einem separaten Gehäuse gekapselt sein. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Abdeckung verriegelt ist und nur durch ein spezielles Werkzeug oder einen Schlüssel entriegelt werden kann. Es kann sich aber auch um eine einfach abnehmbare oder aufschwenkbare Abdeckung handeln. Dabei kann eine Abdeckung auch mehreren Trennschaltern zugeordnet sein, sodass beispielsweise nur eine Abdeckung je Teilbatterie existiert. In a further embodiment, a cover is arranged above the mechanical disconnectors. This prevents accidental touching of the live circuit breaker. Alternatively, these may also be suitably encapsulated in a separate housing. It can be provided that the cover is locked and can only be unlocked by a special tool or a key. But it can also be an easily removable or swing-cover. In this case, a cover can also be assigned to a plurality of disconnectors, so that, for example, only one cover per sub-battery exists.

In einer weiteren Ausführungsform ist der mechanische Trennschalter verliersicher ausgebildet, wodurch verhindert wird, dass bei Servicearbeiten Teile zum Schließen des Trennschalters verloren gehen. In another embodiment, the mechanical circuit breaker is designed to be captive, thereby preventing parts from being lost during servicing to close the circuit breaker.

In einer weiteren Ausführungsform sind mindestens Teile des Batteriesystems durch mindestens eine Abdeckung vor Berührung geschützt, wobei die Abdeckung derart ausgebildet ist, dass diese nur bei geöffnetem mechanischem Trennschalter geöffnet werden kann. Dies erhöht die Sicherheit bei Service-Arbeiten, da potentiell spannungsführende Teile innerhalb der Teilbatterien und/oder zwischen den Teilbatterien nur bei abgeschalteter Spannung zugänglich sind. In a further embodiment, at least parts of the battery system are protected against contact by at least one cover, wherein the cover is designed such that it can only be opened when the mechanical disconnector is open. This increases safety during service work, since potentially live parts within the sub-batteries and / or between the sub-batteries are only accessible when the voltage is switched off.

In einer weiteren Ausführungsform sind die Teilbatterien in separaten Gehäusen angeordnet, wobei die Verbindung zwischen den Teilbatterien durch Kabelschuhe mit Kabeln realisiert ist, d.h. es wird auf komplexe Stecker oder Ähnliches verzichtet. Insbesondere wenn durch Abdeckungen, die erst bei geöffnetem Trennschalter zugänglich sind, zurückgegriffen wird, kann ohne Einschränkung der Sicherheit auf diese sehr einfache und robuste Art der Verkabelung zurückgegriffen werden. In a further embodiment, the sub-batteries are arranged in separate housings, wherein the connection between the sub-batteries is realized by cable lugs with cables, i. it is dispensed with complex plugs or the like. In particular, when resorted to by covers that are accessible only when the disconnector is open, can be used without limiting the safety of this very simple and robust way of wiring.

In einer weiteren Ausführungsform ist an dem Gehäuse der jeweiligen Teilbatterie ein Flansch mit mindestens einem Bolzen angeordnet, auf den der Kabelschuh gesteckt und verschraubt ist. In a further embodiment, a flange with at least one bolt is arranged on the housing of the respective sub-battery, on which the cable lug is inserted and screwed.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung ist der Einsatz als Hochvolt-Batterie in einem Elektro-, Hybrid- oder Brennstoffzellenfahrzeug. A preferred field of application of the invention is the use as a high-voltage battery in an electric, hybrid or fuel cell vehicle.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Figuren zeigen: The invention will be explained in more detail below with reference to preferred embodiments. The figures show:

1 ein schematisches Schaltbild eines Batteriesystems mit zwei in Reihe geschalteten Teilbatterien, 1 a schematic diagram of a battery system with two series-connected sub-batteries,

2 ein schematisches Schaltbild eines Batteriesystems mit drei in Reihe geschalteten Teilbatterien, 2 1 is a schematic circuit diagram of a battery system with three series-connected sub-batteries,

3 ein schematisches Schaltbild eines Batteriesystems mit zwei parallel geschalteten Teilbatterien und 3 a schematic diagram of a battery system with two parallel-connected sub-batteries and

4 eine schematische Darstellung eines Teils des Batteriesystems mit Abdeckungen. 4 a schematic representation of a portion of the battery system with covers.

In der 1 ist ein Batteriesystem 100 dargestellt, das eine erste Teilbatterie 10 und eine zweite Teilbatterie 20 aufweist, die miteinander in Reihe verschaltet sind. Die beiden Teilbatterien 10, 20 weisen jeweils ein Gehäuse 11, 21 auf und sind räumlich voneinander getrennt angeordnet. Beispielsweise ist die erste Teilbatterie 10 im Bereich eines Kofferraums eines Kraftfahrzeugs und die zweite Teilbatterie 20 in einem Tunel des Kraftfahrzeugs angeordnet. Die erste Teilbatterie 10 weist eine eigentliche Batterie 12, ein Batterie-Steuergerät 13, ein elektromechanisches Schaltelement 14, eine Sicherung 15, ein weiteres elektromechanisches Schaltelement 16, einen Vorwiderstand 17, einen mechanischen Trennschalter 18 und einen Stromsensor 19 auf. Die erste Teilbatterie 10 weist einen Anschluss HV mit zwei Anschlusspunkten auf, die mit „+“ und „–“ gekennzeichnet sind. Der Anschluss HV stellt dabei den äußeren Abgriff dar, von dem aus das Batteriesystem 100 beispielsweise mit einem Wechselrichter verbunden wird. Weiter weist die erste Teilbatterie 10 einen Anschluss LV auf, über den das Batterie-Steuergerät 13 seine Niedervolt-Versorgungsspannung erhält. Es ist aber möglich, diese Versorgungsspannung intern in der Teilbatterie 10 zur Verfügung zu stellen, sodass dann der Anschluss LV entfallen kann. Schließlich weist die erste Teilbatterie 10 einen Anschluss B1 auf, der jeweils zwei Anschlusspunkte 1, 2 aufweist, wobei die beiden Anschlusspunkte 1 und die beiden Anschlusspunkte 2 miteinander elektrisch verbunden sind. In the 1 is a battery system 100 shown, which is a first part of the battery 10 and a second sub-battery 20 has, which are interconnected in series. The two sub-batteries 10 . 20 each have a housing 11 . 21 on and are spatially separated from each other. For example, the first part of the battery 10 in the area of a trunk of a motor vehicle and the second sub-battery 20 arranged in a tunel of the motor vehicle. The first part battery 10 has an actual battery 12 , a battery control unit 13 , an electromechanical switching element 14 , a fuse 15 , another electromechanical switching element 16 , a resistor 17 , a mechanical disconnect switch 18 and a current sensor 19 on. The first part battery 10 has a connection HV with two connection points marked "+" and "-". The connection HV represents the outer tap, from which the battery system 100 For example, connected to an inverter. Next, the first part battery 10 a connection LV via which the battery control unit 13 receives its low-voltage supply voltage. But it is possible, this supply voltage internally in the sub-battery 10 available, so that then the LV connection can be omitted. Finally, the first part battery points 10 a port B1 on, each two connection points 1 . 2 has, wherein the two connection points 1 and the two connection points 2 are electrically connected to each other.

Die zweite Teilbatterie 20 weist die eigentliche Batterie 22, einen mechanischen Trennschalter 23, ein elektromechanisches Schaltbild 24 und eine Sicherung 25 auf. Weiter weist die zweite Teilbatterie 20 einen Anschluss B2 auf, die analog dem Anschluss B1 der ersten Teilbatterie 10 aufgebaut ist. The second part battery 20 indicates the actual battery 22 , a mechanical disconnect switch 23 , an electromechanical circuit diagram 24 and a fuse 25 on. Next, the second part battery 20 a connection B2, which is analogous to the connection B1 of the first part of the battery 10 is constructed.

Dabei ist der Pluspol P1+ der ersten Teilbatterie 10 über eine Zuleitung Z1+ mit dem Anschlusspunkt „+“ des Anschlusses HV verbunden. In der Zuleitung Z1+ liegen dann das elektromechanische Schaltelement 14, die Sicherung 15 und parallel zum elektromechanischen Schaltelement 14 das weitere elektromechanische Schaltelement 16 und der Vorwiderstand 17. Über das weitere elektromechanische Schaltelement 16 mit dem Vorwiderstand 17 kann der Einschaltstrom begrenzt werden bzw. beim Abschalten die zu schaltende Spannung begrenzt werden. Die beiden elektromechanischen Schaltelemente 14, 16 werden vom Batterie-Steuergerät 13 angesteuert. Der negative Pol P1– der ersten Teilbatterie 10 ist über eine Zuleitung Z1– mit dem Anschlusspunkt 2 vom Anschluss B1 verbunden. Über eine Zuleitung ZB12B21 ist dann der Anschlusspunkt 2 von B1 mit dem Anschlusspunkt 1 von B2 verbunden, d.h. der negative Pol P1– ist mit dem Pluspol P2+ der zweiten Teilbatterie 20 über den mechanischen Trennhalter 23 und die Zuleitung Z2+ verbunden. The positive pole P1 + is the first part battery 10 connected via a supply line Z1 + to the connection point "+" of the terminal HV. In the supply line Z1 + then lie the electromechanical switching element 14 , the fuse 15 and parallel to the electromechanical switching element 14 the rest electromechanical switching element 16 and the resistor 17 , About the further electromechanical switching element 16 with the series resistor 17 the inrush current can be limited or the voltage to be switched can be limited when switching off. The two electromechanical switching elements 14 . 16 be from the battery control unit 13 driven. The negative pole P1- of the first part-battery 10 is via a supply line Z1- with the connection point 2 connected from port B1. Via a supply line ZB12B21 is then the connection point 2 from B1 to the connection point 1 of B2, that is, the negative pole P1- is connected to the positive pole P2 + of the second sub-battery 20 over the mechanical separator 23 and the supply line Z2 + connected.

Der negative Pol P2– der zweiten Teilbatterie 20 ist über eine Zuleitung Z2– mit dem Anschlusspunkt 2 vom Anschluss B2 verbunden, wobei das elektromechanische Schaltelement 24 in der Zuleitung Z2– angeordnet ist. Über eine Zuleitung ZB11B22 ist dann der negative Pol P2– der zweiten Teilbatterie 20 mit dem Anschlusspunkt 1 vom Anschluss B1 verbunden und von dort über eine Zuleitung ZB11HV– mit dem Anschlusspunkt „–“ des Anschlusses HV verbunden. The negative pole P2- of the second sub-battery 20 is via a supply line Z2- with the connection point 2 connected by the terminal B2, wherein the electromechanical switching element 24 is arranged in the supply line Z2-. Via a supply line ZB11B22 is then the negative pole P2- the second part of the battery 20 with the connection point 1 connected from the terminal B1 and from there via a supply line ZB11HV- connected to the connection point "-" of the terminal HV.

An den Anschlusspunkten „+“ und „–“ des Anschlusses HV liegen somit der Pluspol P1+ der ersten Teilbatterie 10 und der negative Pol P2– der zweiten Teilbatterie 20 an. Dabei wird das elektromechanische Schaltelement 24 ebenfalls vom Batterie-Steuergerät 13 über eine nicht dargestellte Steuerleitung angesteuert. Somit kann das Batterie-Steuergerät 13 das Batteriesystem 100 allpolig vom Anschluss HV abtrennen, wobei die interne Spannungsfreischaltung über die mechanischen Trennschalter 18 oder 23 erfolgt. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass nur drei elektromechanische Schaltelemente 14, 16, 24 und ein Batterie-Steuergerät 13 benötigt werden. At the connection points "+" and "-" of the connection HV are thus the positive pole P1 + of the first part of the battery 10 and the negative pole P2- of the second sub-battery 20 at. In this case, the electromechanical switching element 24 also from the battery control unit 13 controlled via a control line, not shown. Thus, the battery control unit 13 the battery system 100 disconnect all poles from the connection HV, with the internal voltage isolation via the mechanical disconnect switch 18 or 23 he follows. The advantage of this embodiment is that only three electromechanical switching elements 14 . 16 . 24 and a battery controller 13 needed.

Je mehr Teilbatterien zur Anwendung kommen, desto größer ist der schaltungstechnische Mehrgewinn, was nachfolgend kurz anhand eines Beispiels mit drei Teilbatterie gemäß 2 näher erläutert werden soll. Das Batteriesystem 100 umfasst drei Teilbatterien 10, 20, 30, wobei die erste Teilbatterie 10 wie in 1 aufgebaut ist, sodass auf die vorangegangenen Ausführungen Bezug genommen wird. Der Unterschied in der zweiten Teilbatterie 20 ist, dass das elektromechanische Schaltelement 24 durch einen mechanischen Trennschalter 26 ersetzt wurde. Dabei kann gegebenenfalls auch die Sicherung 25 eingespart werden. The more sub-batteries are used, the greater the circuit-technical gain, which is briefly described below by means of an example with three sub-battery according to 2 will be explained in more detail. The battery system 100 includes three sub-batteries 10 . 20 . 30 , where the first part battery 10 as in 1 is constructed so that reference is made to the preceding embodiments. The difference in the second part battery 20 is that the electromechanical switching element 24 through a mechanical disconnect switch 26 was replaced. In this case, if necessary, the fuse 25 be saved.

Die dritte Teilbatterie weist ein Gehäuse 31, die eigentliche Batterie 32, einen mechanischen Trennschalter 33, ein elektromechanisches Schaltelement 34 und eine Sicherung 35 auf, wobei das elektromechanische Schaltelement 34 vom Batterie-Steuergerät 13 angesteuert wird. Dabei wird der negative Pol P3– der dritten Teilbatterie 30 über eine Zuleitung Z3– an einen Anschluss B3 an dessen Anschlusspunkt 2 geführt und von dort an den Anschlusspunkt 1 des Anschlusses B1 mittels einer Zuleitung ZB11B32. Über die anderen Zuleitungen ZB12B21 wird der negative Pol P1– der ersten Teilbatterie 10 mit dem positiven Pol P2+ der zweiten Teilbatterie 20 verbunden. Entsprechend verbindet die Zuleitung ZB22B31 den negativen Pol P2– der zweiten Teilbatterie 20 mit dem positiven Pol P3+ der dritten Teilbatterie 30. Die Bezeichnung der internen Zuleitungen ist analog 1. The third part battery has a housing 31 , the actual battery 32 , a mechanical disconnect switch 33 , an electromechanical switching element 34 and a fuse 35 on, wherein the electromechanical switching element 34 from the battery control unit 13 is controlled. In this case, the negative pole P3- the third part of the battery 30 via a supply line Z3- to a connection B3 at its connection point 2 guided and from there to the connection point 1 of connection B1 by means of a supply line ZB11B32. The other supply lines ZB12B21 become the negative pole P1- of the first part battery 10 with the positive pole P2 + of the second part battery 20 connected. Accordingly, the supply line ZB22B31 connects the negative pole P2- the second part of the battery 20 with the positive pole P3 + of the third part battery 30 , The designation of the internal supply lines is analog 1 ,

Ebenso wie in der Ausführungsform gemäß 1 werden wieder nur drei elektromechanische Schaltelemente 14, 16, 34 und ein Batterie-Steuergerät 13 benötigt. Die weiteren internen Trennungen erfolgen über die mechanischen Trennschalter 18, 13, 26 und 33. As in the embodiment according to 1 Again, only three electromechanical switching elements 14 . 16 . 34 and a battery controller 13 needed. The further internal separations are made via the mechanical disconnectors 18 . 13 . 26 and 33 ,

In der 3 ist nun vereinfacht das Batteriesystem 100 dargestellt, wobei eine erste Teilbatterie 10 und eine zweite Teilbatterie 20 parallel verschaltet sind. Dabei ist der Unterschied zur Ausführungsform gemäß 1, dass der negative Pol P1– der ersten Teilbatterie 10 an den Anschlusspunkt „–“ des Anschlusses HV geführt ist, wobei anstelle des mechanischen Trennschalters 18 ein elektromechanisches Schaltelement 40 vorgesehen ist. Alle drei elektromechanischen Schaltelemente 14, 16, 40 werden über das Batterie-Steuergerät 13 angesteuert, sodass das Batteriesystem 100 wieder allpolig elektrisch vom Anschluss HV abgetrennt werden kann. Die zweite Teilbatterie 20 weist zwei mechanische Trennschalter 23, 26 auf, mittels derer die internen Zuleitungen des Batteriesystems 100 aufgetrennt werden können. Die Bezeichnungen sind dabei analog den vorangegangenen Ausführungen gewählt. In the 3 is now simplified the battery system 100 shown, wherein a first part of the battery 10 and a second sub-battery 20 are connected in parallel. The difference from the embodiment according to 1 in that the negative pole P1- of the first part battery 10 is led to the connection point "-" of the terminal HV, wherein instead of the mechanical disconnector 18 an electromechanical switching element 40 is provided. All three electromechanical switching elements 14 . 16 . 40 be via the battery control unit 13 controlled, so the battery system 100 again all poles can be electrically disconnected from the connection HV. The second part battery 20 has two mechanical disconnect switches 23 . 26 on, by means of which the internal supply lines of the battery system 100 can be separated. The designations are chosen analogously to the previous explanations.

Auch hier werden nur drei elektromechanische Schaltelemente 14, 16, 40 und ein Batterie-Steuergerät 13 benötigt, wobei hier alle Elemente in der ersten Teilbatterie 10 angeordnet sind. Again, only three electromechanical switching elements 14 . 16 . 40 and a battery controller 13 needed, with all the elements in the first sub-battery 10 are arranged.

In der 4 ist eine schematische Teildarstellung auf eine Teilbatterie 10, 20, 30 dargestellt, die mindestens einen mechanischen Trennschalter 18, 23, 26, 33 aufweist. Dabei ist in dem Gehäuse 11, 21, 31 eine Abdeckung 41 angeordnet, die oberhalb des Trennschalters 18, 23, 26, 33 angeordnet ist und beispielsweise aufgeschwenkt werden kann, sodass der Trennschalter 18, 23, 26, 33 von außen zugänglich wird und beispielsweise aus einer geschlossenen Stellung in eine offene Stellung wie dargestellt bewegt werden kann. Beispielsweise ist der Trennschalter 18, 23, 26, 33 ein Drehschalter. Das Gehäuse 11, 21, 31 weist einen Durchbruch 42 auf. In dem Durchbruch 42 ist ein Verbindungselement 43 mit mindestens einem Flansch 44 angeordnet, mittels dessen das Verbindungselement 43 an dem Gehäuse 11, 21, 31 befestigt werden kann. Das Verbindungselement 43 weist mindestens einen Bolzen 48 auf, auf den ein Kabelschuh 45 mit einem Kabel 46 aufgesteckt und mit einer nicht dargestellten Mutter verschraubt werden kann. Über dem Bolzen 48 mit dem Kabel 46 ist eine weitere Abdeckung 47 als Berührschutz angeordnet. Die weitere Abdeckung 47 kann dabei abnehmbar oder aufschwenkbar ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Abdeckung 47 derart ausgebildet, dass diese bei einem geschlossenen Trennschalter 18, 23, 26, 33 verriegelt oder nicht zugänglich ist. Erst durch Öffnen des Trennschalters 18, 23, 26, 33 wird die Abdeckung 47 entriegelt oder zugänglich und kann geöffnet werden. Dadurch wird verhindert, dass jemand mit dem Bolzen 48 bzw. Kabelschuh 45 in Berührung kommen kann, solange der Trennschalter 18, 23, 26, 33 noch geschlossen ist und somit noch spannungsführend ist. Dabei kann die Kopplung zwischen Trennschalter 18, 23, 26, 33 und Abdeckung 47 verschieden ausgebildet sein. Neben einer Zwangskopplung kann auch ein separater Entriegelungsschalter vorgesehen sein, der erst bei geöffnetem Trennschalter 18, 23, 26, 33 zugänglich ist. Weiter sei angemerkt, dass bei Teilbatterien mit mehreren Trennelementen (siehe auch Teilbatterie 20 in 2) diese zusammen geöffnet und geschlossen werden können. Weiter sei angemerkt, dass das Verbindungselement 43 auch einen Bolzen für die interne Verkabelung der Teilbatterie aufweisen kann. Des Weiteren können auch zwei elektrisch voneinander getrennte Bolzen 48 vorgesehen sein, um die beiden Verbindungen an den Anschlüssen B1, B2, B3 herzustellen. In the 4 is a schematic partial view of a sub-battery 10 . 20 . 30 shown, the at least one mechanical disconnector 18 . 23 . 26 . 33 having. It is in the case 11 . 21 . 31 a cover 41 arranged above the circuit breaker 18 . 23 . 26 . 33 is arranged and can be pivoted, for example, so that the circuit breaker 18 . 23 . 26 . 33 is accessible from the outside and, for example, from a closed position to an open position as shown can be moved. For example, the circuit breaker 18 . 23 . 26 . 33 a rotary switch. The housing 11 . 21 . 31 has a breakthrough 42 on. In the breakthrough 42 is a connecting element 43 with at least one flange 44 arranged, by means of which the connecting element 43 on the housing 11 . 21 . 31 can be attached. The connecting element 43 has at least one bolt 48 on top of which a cable lug 45 with a cable 46 can be plugged and screwed with a nut, not shown. Over the bolt 48 with the cable 46 is another cover 47 arranged as contact protection. The further coverage 47 can be designed to be removable or swiveling. Preferably, the cover 47 designed such that these in a closed circuit breaker 18 . 23 . 26 . 33 locked or inaccessible. Only by opening the circuit breaker 18 . 23 . 26 . 33 will the cover 47 unlocked or accessible and can be opened. This will prevent someone from using the bolt 48 or cable lug 45 can come into contact as long as the circuit breaker 18 . 23 . 26 . 33 is still closed and therefore still energetic. In this case, the coupling between disconnector 18 . 23 . 26 . 33 and cover 47 be formed differently. In addition to a forced coupling, a separate unlocking switch can be provided, which only when the disconnector is open 18 . 23 . 26 . 33 is accessible. It should also be noted that in sub-batteries with several separation elements (see also sub-battery 20 in 2 ) These can be opened and closed together. It should also be noted that the connecting element 43 may also have a bolt for the internal wiring of the sub-battery. Furthermore, two electrically separate from each other bolts 48 be provided to produce the two connections to the terminals B1, B2, B3.

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Claims (9)

Batteriesystem (100), umfassend n räumlich getrennt angeordnete Teilbatterien (10, 20, 30), wobei n ≥ 2 ist, wobei die Teilbatterien (10, 20, 30) in Reihe oder parallel verschaltet sind, wobei das Batteriesystem (100) durch elektromechanische Schaltelemente (14, 16, 24, 34, 40) galvanisch von Anschlusspunkten („+“, „–“) des Batteriesystems (100) trennbar ist, wobei die elektromechanischen Schaltelemente (14, 16, 24, 34, 40) durch ein Batterie-Steuergerät (13) ansteuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriesystem (100) nur in den Zuleitungen (Z1+, Z2–; Z1+, Z3–; Z1+, Z1–) zweier Pole (P1+, P2–; P1+, P3–; P1+, P1–) des Batteriesystems (100) zu den Anschlusspunkten („+“, „–“) elektromechanische Schaltelemente (14, 16, 24, 34, 40) aufweist, wobei in den Zuleitungen der anderen Pole der Teilbatterien (10, 20, 30) mechanische Trennschalter (18, 23, 26, 33) angeordnet sind. Battery system ( 100 ), comprising n spatially separated sub-batteries ( 10 . 20 . 30 ), where n ≥ 2, the sub-batteries ( 10 . 20 . 30 ) are connected in series or in parallel, the battery system ( 100 ) by electromechanical switching elements ( 14 . 16 . 24 . 34 . 40 ) galvanically from connection points ("+", "-") of the battery system ( 100 ) is separable, wherein the electromechanical switching elements ( 14 . 16 . 24 . 34 . 40 ) by a battery control unit ( 13 ) are controllable, characterized in that the battery system ( 100 ) only in the supply lines (Z1 +, Z2-, Z1 +, Z3-, Z1 +, Z1-) of two poles (P1 +, P2-, P1 +, P3-, P1 +, P1-) of the battery system ( 100 ) to the connection points ("+", "-") electromechanical switching elements ( 14 . 16 . 24 . 34 . 40 ), wherein in the leads of the other poles of the sub-batteries ( 10 . 20 . 30 ) mechanical disconnect switches ( 18 . 23 . 26 . 33 ) are arranged. Batteriesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilbatterien (10, 20) parallel geschaltet sind, wobei die Pole (P1+, P2+) einer ersten Teilbatterie (10) über die elektromechanischen Schaltelemente (14, 16, 40) mit den Anschlusspunkten („+“, „–“) verbunden sind, wobei die zweite Teilbatterie (20) über mechanische Trennschalter (23, 26) mit den Polen (P1+, P1–) der ersten Teilbatterie (10) verbunden ist. Battery system according to claim 1, characterized in that the sub-batteries ( 10 . 20 ) are connected in parallel, wherein the poles (P1 +, P2 +) of a first sub-battery ( 10 ) via the electromechanical switching elements ( 14 . 16 . 40 ) are connected to the terminals ("+", "-"), the second sub-battery ( 20 ) via mechanical disconnectors ( 23 . 26 ) with the poles (P1 +, P1-) of the first sub-battery ( 10 ) connected is. Batteriesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilbatterien (10, 20, 30) in Reihe geschaltet sind, wobei ein erster Pol (P1+) der ersten Teilbatterie (10) mit dem einen Anschlusspunkt („+“) und ein zweiter Pol (P2–, P3–) der n-ten Teilbatterie (20, 30) mit dem weiteren Anschlusspunkt („–“) verbunden ist, wobei der erste Pol (P1+) und der zweite Pol (P2–, P3–) unterschiedliche Polarität aufweisen. Battery system according to claim 1, characterized in that the sub-batteries ( 10 . 20 . 30 ) are connected in series, wherein a first pole (P1 +) of the first sub-battery ( 10 ) with one connection point ("+") and a second pole (P2-, P3-) of the nth sub-battery ( 20 . 30 ) is connected to the further connection point ("-"), wherein the first pole (P1 +) and the second pole (P2-, P3-) have different polarity. Batteriesystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriesystem (100) genau ein Batterie-Steuergerät (13) aufweist, das in der ersten Teilbatterie (10) angeordnet ist. Battery system according to one of the preceding claims, characterized in that the battery system ( 100 ) exactly one battery control unit ( 13 ), which in the first sub-battery ( 10 ) is arranged. Batteriesystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über den mechanischen Trennschaltern (18, 23, 26, 33) mindestens eine Abdeckung (41) angeordnet ist. Battery system according to one of the preceding claims, characterized in that above the mechanical disconnectors ( 18 . 23 . 26 . 33 ) at least one cover ( 41 ) is arranged. Batteriesystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanischen Trennschalter (18, 23, 26, 33) verliersicher ausgebildet sind. Battery system according to one of the preceding claims, characterized in that the mechanical disconnectors ( 18 . 23 . 26 . 33 ) are formed captive. Batteriesystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens Teile des Batteriesystems (100) durch mindestens eine Abdeckung (47) vor Berührung geschützt sind, wobei die Abdeckung (47) derart ausgebildet ist, dass diese nur bei geöffnetem mechanischem Trennschalter (18, 23, 26, 33) geöffnet werden kann. Battery system according to one of the preceding claims, characterized in that at least parts of the battery system ( 100 ) by at least one cover ( 47 ) are protected from contact, the cover ( 47 ) is designed such that this only when the mechanical disconnector ( 18 . 23 . 26 . 33 ) can be opened. Batteriesystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilbatterien (10, 20, 30) in separaten Gehäusen (11, 21, 31) angeordnet sind, wobei die Verbindung zwischen den Teilbatterien (10, 20, 30) durch Kabelschuhe (45) mit Kabeln (46) realisiert ist. Battery system according to one of the preceding claims, characterized in that the sub-batteries ( 10 . 20 . 30 ) in separate housings ( 11 . 21 . 31 ), the connection between the sub-batteries ( 10 . 20 . 30 ) by cable lugs ( 45 ) with cables ( 46 ) is realized. Batteriesystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils an den Gehäusen (11, 21, 31) ein Flansch mit mindestens einem Bolzen (48) angeordnet ist, auf dem der Kabelschuh (45) gesteckt und verschraubt ist. Battery system according to claim 8, characterized in that in each case on the housings ( 11 . 21 . 31 ) a flange with at least one bolt ( 48 ) is arranged, on which the cable lug ( 45 ) is plugged and screwed.
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