DE102017217376A1 - Batteriesystem und Verfahren zum Betrieb eines Batteriesystems - Google Patents

Batteriesystem und Verfahren zum Betrieb eines Batteriesystems Download PDF

Info

Publication number
DE102017217376A1
DE102017217376A1 DE102017217376.9A DE102017217376A DE102017217376A1 DE 102017217376 A1 DE102017217376 A1 DE 102017217376A1 DE 102017217376 A DE102017217376 A DE 102017217376A DE 102017217376 A1 DE102017217376 A1 DE 102017217376A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
peltier element
battery
battery module
charging
cooling unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102017217376.9A
Other languages
English (en)
Inventor
Matthias Riedmann
Robert Hafenbrak
Daniel Bernd Greiner
Christian Wagner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102017217376.9A priority Critical patent/DE102017217376A1/de
Publication of DE102017217376A1 publication Critical patent/DE102017217376A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/507—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising an arrangement of two or more busbars within a container structure, e.g. busbar modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/657—Means for temperature control structurally associated with the cells by electric or electromagnetic means
    • H01M10/6572—Peltier elements or thermoelectric devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/02—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits
    • B60L1/04—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits fed by the power supply line
    • B60L1/06—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits fed by the power supply line using only one supply
    • B60L1/08—Methods and devices for control or regulation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/26—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/441—Methods for charging or discharging for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/545—Temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

Die Erfindung betrifft Batteriesystem (5), umfassend mindestens ein Batteriemodul (10) mit mindestens einer Batteriezelle (2) und eine Kühleinheit (20) zur Kühlung des Batteriemoduls (10), wobei die Kühleinheit (20) mindestens ein Peltierelement (30) aufweist. Das mindestens eine Peltierelement (30) ist mittels Versorgungsleitungen (31, 32) mit einem Ladestecker (40) verbunden, und der Ladestecker (40) ist mittels Ladeleitungen (41, 42) mit dem Batteriemodul (10) verbunden. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb eines Batteriesystems (5), umfassend mindestens ein Batteriemodul (10) mit mindestens einer Batteriezelle (2) und eine Kühleinheit (20) zur Kühlung des Batteriemoduls (10), wobei die Kühleinheit (20) mindestens ein Peltierelement (30) aufweist, wobei das mindestens eine Peltierelement (30) über einen Ladestecker (40) mit elektrischer Energie versorgt wird, mit welchem das mindestens eine Peltierelement (30) mittels Versorgungsleitungen (31, 32) verbunden ist, wobei der Ladestecker (40) mittels Ladeleitungen (41, 42) mit dem Batteriemodul (10) verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Batteriesystem, welches mindestens ein Batteriemodul mit mindestens einer Batteriezelle und eine Kühleinheit zur Kühlung des Batteriemoduls umfasst, wobei die Kühleinheit mindestens ein Peltierelement aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb eines Batteriesystems, welches mindestens ein Batteriemodul mit mindestens einer Batteriezelle und eine Kühleinheit zur Kühlung des Batteriemoduls umfasst, wobei die Kühleinheit mindestens ein Peltierelement aufweist.
  • Stand der Technik
  • Es zeichnet sich ab, dass in Zukunft insbesondere in Fahrzeugen wie Elektrofahrzeugen (EV), Hybridfahrzeugen (HEV) oder Plug-In-Hybridfahrzeugen (PHEV) sowie in stationären Anlagen und in Consumer-Elektronik-Produkten vermehrt Batteriesysteme zum Einsatz kommen werden, an welche hohe Anforderungen bezüglich Zuverlässigkeit, Leistungsfähigkeit, Sicherheit und Lebensdauer gestellt werden. Für solche Anwendungen eignen sich insbesondere Batteriesysteme mit Lithium-Ionen-Batteriezellen. Diese zeichnen sich unter anderem durch hohe Energiedichten, thermische Stabilität und eine äußerst geringe Selbstentladung aus.
  • Batteriezellen wandeln chemische Reaktionsenergie in elektrische Energie um. Eine Batteriezelle weist dabei ein positives Terminal und ein negatives Terminal zur elektrischen Kontaktierung auf. Mehrere Batteriezellen können zusammengefasst und elektrisch miteinander verschaltet werden. Dazu werden die Terminals der Batteriezellen mittels Zellverbinder miteinander verbunden. Miteinander seriell oder parallel verschaltete Batteriezellen können zu einem Batteriemodul zusammengefasst werden.
  • Batteriezellen sind in vorgegebenen Temperaturbereichen optimal betreibbar. Deshalb sind die Batteriezellen eines Batteriemoduls in der Regel mit einer Kühleinheit verbunden. Die Kühleinheit kühlt die Batteriezellen bei hohen Temperaturen. Auch während des Betriebs ist eine Kühlung der Batteriezellen erforderlich, da die einzelnen Batteriezellen sich während des Betriebs erwärmen. Insbesondere beim Laden des Batteriemoduls mit hohen Ladeströmen werden die Batteriezellen stark erwärmt und eine besonders intensive Kühlung ist erforderlich.
  • Das Dokument DE 10 2014 015 269 A1 offenbart eine Batterieanordnung für ein Fahrzeug. Die Batterieanordnung umfasst einen elektrischen Energiespeicher, welcher einen Zellblock aufweist, der mehrere seriell oder parallel miteinander verschaltete Einzelzellen aufweist. Die Batterieanordnung umfasst eine Temperiervorrichtung mit einem Peltierelement. Ferner ist eine Wärmesenke vorgesehen, wobei das Peltierelement zwischen der Wärmesenke und dem Zellblock angeordnet ist. Die Wärmesenke ist beispielsweise von einem flüssigen Kühlmedium durchströmbar.
  • Das Dokument DE 10 2014 205 133 A1 offenbart einen Batteriepack mit einer Anzahl von Batteriemodulen, welche jeweils mehrere Batteriezellen aufweisen. Ferner ist eine Temperiereinrichtung vorgesehen, welche beispielsweise als Peltierelement ausgeführt ist.
  • Das Dokument DE 10 2012 018 057 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Temperieren einer Batterie. Dabei ist ein Peltierelement zwischen den Batteriezellen und einem Batteriegehäuse angeordnet. Die Batterie weist eine Mehrzahl von elektrisch seriell oder parallel verschalteten Einzelzellen auf. Bei Durchleiten eines Stroms durch das Peltierelement werden die Batteriezellen gekühlt oder gewärmt.
  • Das Dokument DE 10 2015 010 983 A1 offenbart eine Batterie mit einer Mehrzahl von elektrisch parallel verschalteten Einzelzellen und mit einer Temperiervorrichtung zur Temperierung der Einzelzellen. Die Temperiervorrichtung umfasst beispielsweise Peltierelemente.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Es wird ein Batteriesystem vorgeschlagen, welches mindestens ein Batteriemodul mit mindestens einer Batteriezelle und eine Kühleinheit zur Kühlung des Batteriemoduls umfasst. Die Batteriezellen können beispielsweise seriell oder parallel verschaltet sein. Die Kühleinheit weist mindestens ein Peltierelement auf. Wenn das Peltierelement mit elektrischer Energie versorgt wird, so entzieht das Peltierelement den Batteriezellen des Batteriemoduls Wärmeenergie.
  • Erfindungsgemäß ist das mindestens eine Peltierelement der Kühleinheit mittels Versorgungsleitungen mit einem Ladestecker verbunden, und der Ladestecker ist mittels Ladeleitungen mit dem Batteriemodul verbunden. Somit kann das Peltierelement der Kühleinheit mittels der Versorgungsleitungen über den Ladestecker mit elektrischer Energie versorgt werden. Mittels der Ladeleitungen können die Batteriezellen des Batteriemoduls über den Ladestecker geladen werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Versorgungsleitungen und die Ladeleitungen galvanisch voneinander getrennt. Die Versorgungsleitungen sind also separat von dem Ladestecker zu dem Peltierelement der Kühleinheit geführt und elektrisch von den Ladeleitungen isoliert.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Kühleinheit eine mit einem Kühlmittel durchströmbare Kühlplatte auf, welche in thermischem Kontakt zu dem mindestens einen Peltierelement der Kühleinheit steht. Das Peltierelement kann somit Wärmeenergie, die den Batteriezellen des Batteriemoduls entnommen wurde, an die Kühlplatte abgeben.
  • Bevorzugt ist das mindestens eine Peltierelement dabei räumlich zwischen dem Batteriemodul und der Kühlplatte angeordnet. Wenn das Peltierelement mit elektrischer Energie versorgt wird, so wird eine Kaltseite des Peltierelements, welche den Batteriezellen des Batteriemoduls zugewandt ist, gekühlt, und eine gegenüber liegende Warmseite des Peltierelements, welche der Kühlplatte zugewandt ist, wird erwärmt. Auf diese Art kann Wärmeenergie von den Batteriezellen des Batteriemoduls durch das Peltierelement unmittelbar an die Kühlplatte abgegeben werden.
  • Ein erfindungsgemäßes Batteriesystem findet vorteilhaft Verwendung in einem Elektrofahrzeug (EV), und insbesondere in einem Plug-In-Hybridfahrzeug (PHEV).
  • Es wird auch ein Verfahren zum Betrieb eines Batteriesystems vorgeschlagen, welches mindestens ein Batteriemodul mit mindestens einer Batteriezelle und eine Kühleinheit zur Kühlung des Batteriemoduls umfasst. Die Batteriezellen können beispielsweise seriell oder parallel verschaltet sein. Die Kühleinheit weist mindestens ein Peltierelement auf. Wenn das Peltierelement mit elektrischer Energie versorgt wird, so entzieht das Peltierelement den Batteriezellen des Batteriemoduls Wärmeenergie.
  • Das mindestens eine Peltierelement wird über einen Ladestecker mit elektrischer Energie versorgt, mit welchem das mindestens eine Peltierelement mittels Versorgungsleitungen verbunden ist. Dabei ist der Ladestecker auch mittels Ladeleitungen mit dem Batteriemodul verbunden. Mittels der Ladeleitungen können die Batteriezellen des Batteriemoduls über den Ladestecker geladen werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das mindestens eine Peltierelement der Kühleinheit ausschließlich dann mit elektrischer Energie versorgt, wenn das Batteriemodul mit einem Ladestrom geladen wird. Beim Laden des Batteriemoduls werden die Batteriezellen des Batteriemoduls stark erwärmt. Das Peltierelement, welches ebenfalls Energie verbraucht, wird bevorzugt nur in diesem Fall eingesetzt.
  • Besonders bevorzugt wird das mindestens eine Peltierelement ausschließlich dann mit elektrischer Energie versorgt, wenn eine Kühlleistung der Kühleinheit ohne Einsatz des mindestens einen Peltierelements nicht dazu ausreicht, die Temperatur des Batteriemoduls unter einem bestimmten Wert, insbesondere unter einem den maximalen Ladestrom beschränkenden Wert, zu halten.
  • Beispielsweise wird das Peltierelement ausschließlich dann mit elektrischer Energie versorgt, wenn eine Schnellladung durchgeführt wird.
  • Bevorzugt weist die Kühleinheit eine mit einem Kühlmittel durchströmbare Kühlplatte auf. Dabei wird von dem Peltierelement Wärmeenergie an die Kühlplatte abgegeben. Die Kühlplatte steht dabei in thermischem Kontakt zu dem mindestens einen Peltierelement.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren findet vorteilhaft Verwendung in einem Elektrofahrzeug (EV), und insbesondere in einem Plug-In-Hybridfahrzeug (PHEV).
  • Vorteile der Erfindung
  • Mittels des Peltierelements ist eine besonders intensive Kühlung der Batteriezellen des Batteriemoduls möglich, insbesondere während eines Schnellladevorgangs. Der Betrieb der Peltier-Elemente findet dabei nur während eines Schnellladevorgangs statt, da es hier zu einer wesentlich höheren Wärmeentwicklung kommt als in allen anderen Betriebsarten und daher eine erhöhte Kühlleistung nötig ist. Während des Schnellladevorgangs ist das Batteriesystem immer mit der Ladesäule verbunden. Daher kann der Betrieb der Peltierelemente durch die Ladesäule über den Ladestecker erfolgen. Dadurch ist der Betrieb deutlich vereinfacht. Die elektrische Energie für den Betrieb der Peltierelemente kann somit von der Ladesäule entnommen werden, wodurch das Batteriesystem selbst nicht belastet und die Batteriezellen nicht entladen werden. Auch sind zusätzliche Komponenten wie beispielsweise Spannungswandler nicht erforderlich.
  • Figurenliste
  • Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 eine perspektivische schematische Darstellung eines Batteriesystems und
    • 2 eine schematische Schnittdarstellung eines Batteriemoduls mit einer Kühleinheit.
  • 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.
  • 1 zeigt eine perspektivische schematische Darstellung eines Batteriesystems 5 eines hier nicht näher dargestellten Elektrofahrzeugs. Das Batteriesystem 5 umfasst vorliegend unter anderem ein Batteriemodul 10, eine Kühleinheit 20 und einen Ladestecker 40. Das Batteriemodul 10 umfasst in der hier gezeigten Darstellung vier Batteriezellen 2. Das Batteriesystem 5 kann aber auch mehrere Batteriemodule 10 aufweisen. Ebenso kann das Batteriemodul 10 auch eine andere, insbesondere eine größere, Anzahl von Batteriezellen 2 aufweisen.
  • Jede der Batteriezellen 2 weist ein negatives Terminal 11 und ein positives Terminal 12 auf. Die Batteriezellen 2 des Batteriemoduls 10 sind derart nebeneinander angeordnet, dass das negative Terminal 11 einer Batteriezelle 2 neben dem positiven Terminal 12 der benachbarten Batteriezellen 2 liegt. Die Terminals 11, 12 der Batteriezellen 2 sind mittels mehrerer Zellverbinder 15 derart miteinander verbunden, dass die Batteriezellen 2 des Batteriemoduls 10 seriell miteinander verschaltet sind. Das positive Terminal 12 der an einem Rand angeordneten Batteriezelle 2 ist mit einer positiven Ladeleitung 42 verbunden. Das negative Terminal 11 der an dem gegenüber liegenden Rand angeordneten Batteriezelle 2 ist mit einer negativen Ladeleitung 41 verbunden.
  • Die Batteriezellen 2 des Batteriemoduls 10 liegen an der Kühleinheit 20 an und stehen auf diese Art mit der Kühleinheit 20 in thermischem Kontakt. Die Kühleinheit 20 dient insbesondere zur Abführung von im Betrieb des Batteriemoduls 10 entstehender Wärme und damit zur Kühlung der Batteriezellen 2 des Batteriemoduls 10.
  • Die Kühleinheit 20 weist ein Peltierelement 30 und eine Kühlplatte 22 auf. Die Kühlplatte 22 ist von einem Kühlmittel durchströmbar und steht in thermischem Kontakt zu dem Peltierelement 30. Das Peltierelement 30 ist mit einer positiven Versorgungsleitung 32 und mit einer negativen Versorgungsleitung 31 verbunden. Es können selbstverständlich mehrere Peltierelemente 30 in der Kühleinheit 20 vorgesehen sein. Auch kann das Peltierelement 30 mehrere Teilelemente umfassen.
  • Der Ladestecker 40 dient zum Anschluss des Batteriesystems 5 des Elektrofahrzeugs an eine Ladesäule zum Aufladen der Batteriezellen 2 des Batteriemoduls 10. An den Ladestecker 40 sind die Ladeleitungen 41, 42 angeschlossen. Somit ist der Ladestecker 40 mittels der Ladeleitungen 41, 42 mit dem Batteriemodul 10 verbunden. In den Ladeleitungen 41, 42 ist jeweils ein Schütz 45 vorgesehen.
  • An den Ladestecker 40 sind auch die Versorgungsleitungen 31, 32 angeschlossen. Somit ist der Ladestecker 40 mittels der Versorgungsleitungen 31, 32 mit dem Peltierelement 30 der Kühleinheit 20 verbunden. Die Versorgungsleitungen 31, 32 können dabei einen geringeren Querschnitt als die Ladeleitungen 41, 42 aufweisen, da ein elektrischer Strom zum Betrieb des Peltierelements 30 geringer ist als ein Ladestrom ILad zum Laden der Batteriezellen 2 des Batteriemoduls 10.
  • An den Ladestecker 40 ist ferner eine Busleitung 43 angeschlossen, welche zur Kommunikation des Batteriesystems 5 mit einer angeschlossenen Ladesäule über ein Bussystem dient. Die Busleitung 43 ist mit einem hier nicht dargestellten Batteriemanagementsystem des Batteriesystems 5 des Elektrofahrzeugs verbunden.
  • Die Versorgungsleitungen 31, 32 und die Ladeleitungen 41, 42 sind vorliegend galvanisch voneinander getrennt. Die besagten Versorgungsleitungen 31, 32 sind also separat von dem Ladestecker 40 zu dem Peltierelement 30 der Kühleinheit 20 geführt und dabei elektrisch von den besagten Ladeleitungen 41, 42 isoliert.
  • 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des Batteriemoduls 10 mit der Kühleinheit 20 des Batteriesystems 5. Das Batteriemodul 10 ist dabei im Bereich der Zellverbinder 15, welche die Batteriezellen 2 elektrisch miteinander verbinden, geschnitten.
  • Das Peltierelement 30 ist ein elektrothermischer Wandler, welcher bei einem Stromdurchfluss eine Temperaturdifferenz erzeugt. Das Peltierelement 30 weist eine Warmseite 36 und eine Kaltseite 34 auf. Wenn das Peltierelement 30 mit elektrischer Energie versorgt wird, wodurch ein Strom durch das Peltierelement 30 fließt, weist die Warmseite 36 eine höhere Temperatur als die Kaltseite 34 auf, und Wärmeenergie wird von der Kaltseite 34 zu der Warmseite 36 transportiert.
  • Das Peltierelement 30 ist räumlich zwischen dem Batteriemodul 10 und der Kühlplatte 22 angeordnet. Dabei ist die Kaltseite 34 des Peltierelements 30 den Batteriezellen 2 des Batteriemoduls 10 zugewandt. Die Warmseite 36 des Peltierelements 30 ist der Kühlplatte 22 zugewandt. Wenn das Peltierelement 30 also mit elektrischer Energie versorgt wird, wodurch ein Strom durch das Peltierelement 30 fließt, wird Wärmeenergie von den Batteriezellen 2 des Batteriemoduls 10 durch das Peltierelement 30 unmittelbar an die Kühlplatte 22 transportiert.
  • Die Kühleinheit 20 weist eine hier nicht dargestellte Kanalstruktur auf, die von einem in der Regel flüssigen Kühlmittel durchströmt wird. Durch das Kühlmittel wird die durch das Peltierelement 30 in die Kühleinheit 20 eingebrachte Wärmeenergie abtransportiert.
  • Das Peltierelement 30 der Kühleinheit 20 wird ausschließlich über den Ladestecker 40 mit elektrischer Energie versorgt. Somit wird das Peltierelement 30 mit elektrischer Energie aus einer Ladesäule versorgt, an welche der Ladestecker 40 des Batteriesystems 5 angeschlossen ist.
  • Insbesondere wird das Peltierelement 30 nur dann mit elektrischer Energie versorgt, wenn das Batteriemodul 10 mittels der Ladeleitungen 41, 42 über den Ladestecker 40 mit einem Ladestrom ILad geladen wird. Vorzugsweise wird das Peltierelement 30 der Kühleinheit 20 ausschließlich dann mit elektrischer Energie versorgt, wenn eine Schnellladung des Batteriemoduls 10 durchgeführt wird, bei welcher eine besonders starke Erwärmung der Batteriezellen 2 des Batteriemoduls 10 stattfindet.
  • 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 102014015269 A1 [0005]
    • DE 102014205133 A1 [0006]
    • DE 102012018057 A1 [0007]
    • DE 102015010983 A1 [0008]

Claims (10)

  1. Batteriesystem (5), umfassend mindestens ein Batteriemodul (10) mit mindestens einer Batteriezelle (2) und eine Kühleinheit (20) zur Kühlung des Batteriemoduls (10), wobei die Kühleinheit (20) mindestens ein Peltierelement (30) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Peltierelement (30) mittels Versorgungsleitungen (31, 32) mit einem Ladestecker (40) verbunden ist, und dass der Ladestecker (40) mittels Ladeleitungen (41, 42) mit dem Batteriemodul (10) verbunden ist.
  2. Batteriesystem (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsleitungen (31, 32) und die Ladeleitungen (41, 42) galvanisch voneinander getrennt sind.
  3. Batteriesystem (5) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinheit (20) eine mit einem Kühlmittel durchströmbare Kühlplatte (22) aufweist, welche in thermischem Kontakt zu dem mindestens einen Peltierelement (30) steht.
  4. Batteriesystem (5) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Peltierelement (30) räumlich zwischen dem Batteriemodul (10) und der Kühlplatte (22) angeordnet ist.
  5. Verwendung eines Batteriesystems (5) nach einem der vorstehenden Ansprüche in einem Elektrofahrzeug (EV), insbesondere in einem Plug-In-Hybridfahrzeug (PHEV).
  6. Verfahren zum Betrieb eines Batteriesystems (5), umfassend mindestens ein Batteriemodul (10) mit mindestens einer Batteriezelle (2) und eine Kühleinheit (20) zur Kühlung des Batteriemoduls (10), wobei die Kühleinheit (20) mindestens ein Peltierelement (30) aufweist, wobei das mindestens eine Peltierelement (30) über einen Ladestecker (40) mit elektrischer Energie versorgt wird, mit welchem das mindestens eine Peltierelement (30) mittels Versorgungsleitungen (31, 32) verbunden ist, wobei der Ladestecker (40) mittels Ladeleitungen (41, 42) mit dem Batteriemodul (10) verbunden ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das mindestens eine Peltierelement (30) ausschließlich dann mit elektrischer Energie versorgt wird, wenn das Batteriemodul (10) mit einem Ladestrom (ILad) geladen wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das mindestens eine Peltierelement (30) ausschließlich dann mit elektrischer Energie versorgt wird, wenn eine Kühlleistung der Kühleinheit (20) ohne Einsatz des mindestens einen Peltierelements (30) nicht dazu ausreicht, die Temperatur des Batteriemoduls (10) unter einem bestimmten Wert zu halten.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Kühleinheit (20) eine mit einem Kühlmittel durchströmbare Kühlplatte (22) aufweist, wobei von dem Peltierelement (30) Wärmeenergie an die Kühlplatte (22) abgegeben wird.
  10. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 6 bis 9 in einem Elektrofahrzeug (EV), insbesondere in einem Plug-In-Hybridfahrzeug (PHEV).
DE102017217376.9A 2017-09-29 2017-09-29 Batteriesystem und Verfahren zum Betrieb eines Batteriesystems Pending DE102017217376A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017217376.9A DE102017217376A1 (de) 2017-09-29 2017-09-29 Batteriesystem und Verfahren zum Betrieb eines Batteriesystems

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017217376.9A DE102017217376A1 (de) 2017-09-29 2017-09-29 Batteriesystem und Verfahren zum Betrieb eines Batteriesystems

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017217376A1 true DE102017217376A1 (de) 2019-04-04

Family

ID=65727660

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017217376.9A Pending DE102017217376A1 (de) 2017-09-29 2017-09-29 Batteriesystem und Verfahren zum Betrieb eines Batteriesystems

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102017217376A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021126130A1 (de) 2021-10-08 2023-04-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft System mit einer steuerbaren Kühleinrichtung und Kraftfahrzeug

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011004721A1 (de) * 2011-02-25 2012-08-30 Behr Gmbh & Co. Kg Temperierungsvorrichtung und Verfahren zur Temperierung eines Energiespeichers
DE102012213855A1 (de) * 2012-08-06 2014-02-06 Robert Bosch Gmbh Batterieladesystem für Fahrzeuge, umfassend eine stationäre Ladestation und eine mobile, im Fahrzeug angeordnete, Batterie
DE102012018057A1 (de) 2012-09-13 2014-03-13 Daimler Ag Vorrichtung und Verfahren zum Temperieren einer Batterie
DE102014205133A1 (de) 2014-03-19 2015-09-24 Robert Bosch Gmbh Batteriepack mit einer Anzahl von Batteriemodulen
DE102014015269A1 (de) 2014-10-16 2016-04-21 Daimler Ag Batterieanordnung und Fahrzeug
DE102015010983A1 (de) 2015-08-21 2017-02-23 Daimler Ag Batterie
DE102017101213A1 (de) * 2016-01-27 2017-07-27 Ford Global Technologies, Llc Batteriethermomanagementsystem mit einer thermoelektrischen vorrichtung

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011004721A1 (de) * 2011-02-25 2012-08-30 Behr Gmbh & Co. Kg Temperierungsvorrichtung und Verfahren zur Temperierung eines Energiespeichers
DE102012213855A1 (de) * 2012-08-06 2014-02-06 Robert Bosch Gmbh Batterieladesystem für Fahrzeuge, umfassend eine stationäre Ladestation und eine mobile, im Fahrzeug angeordnete, Batterie
DE102012018057A1 (de) 2012-09-13 2014-03-13 Daimler Ag Vorrichtung und Verfahren zum Temperieren einer Batterie
DE102014205133A1 (de) 2014-03-19 2015-09-24 Robert Bosch Gmbh Batteriepack mit einer Anzahl von Batteriemodulen
DE102014015269A1 (de) 2014-10-16 2016-04-21 Daimler Ag Batterieanordnung und Fahrzeug
DE102015010983A1 (de) 2015-08-21 2017-02-23 Daimler Ag Batterie
DE102017101213A1 (de) * 2016-01-27 2017-07-27 Ford Global Technologies, Llc Batteriethermomanagementsystem mit einer thermoelektrischen vorrichtung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021126130A1 (de) 2021-10-08 2023-04-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft System mit einer steuerbaren Kühleinrichtung und Kraftfahrzeug

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102015114398B4 (de) Thermische konditionierung einer fahrzeug-traktionsbatterie
DE102015218226A1 (de) Bordeigene Batterie für ein Fahrzeug
DE102011101352A1 (de) HV-Batterie, insbesondere Traktionsbatterie für ein Fahrzeug
DE102013107107A1 (de) Kreuzbezug auf zugehörige anmeldungen
DE102012215056A1 (de) Batteriesystem und Kraftfahrzeug
DE102018101115A1 (de) Verbinder-integrierte endplatte für batteriefahrzeuge
DE102013102867A1 (de) Temperiervorrichtung
DE102013200786A1 (de) Kühlsystem für eine Batterie und Batteriesystem mit Kühlsystem
DE102014112802A1 (de) Kühlkontakt für eine Sekundärbatterie
DE102008054968A1 (de) Batteriesystem und Verfahren zur Herstellung eines Batteriesystems
WO2011009619A1 (de) Elektrochemischer energiespeicher und verfahren zum kühlen oder erwärmen eines elektrochemischen energiespeichers
DE102009035466A1 (de) Formierung von Einzelzellen
DE102016011894A1 (de) Elektrisch Energiespeicheranordnung für einen Kraftwagen mit zwei elektrischen Energiespeichern
DE102017215538A1 (de) Batteriezelle, Batteriemodul und Verwendung eines solchen Batteriemoduls
DE102021129304A1 (de) Elektrisches leitungszentrum mit direkter schützmontage
DE102012210611A1 (de) Energiespeichereinheit mit zwei getrennten elektrochemischen Bereichen
DE102017217376A1 (de) Batteriesystem und Verfahren zum Betrieb eines Batteriesystems
DE102018200168A1 (de) Batteriesystem für ein Elektrofahrzeug, Verfahren zum Laden eines Batteriesystems und Elektrofahrzeug
DE102018100394A1 (de) Batteriemodul
DE102014105123A1 (de) Batteriesystem und Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems
DE102013021255A1 (de) Beheizbare Batteriezelle und beheizbare Batterie
DE102018000278B4 (de) Batterieanordnung
DE102013021258A1 (de) Beheizbare Batteriezelle und beheizbare Batterie
DE102018213261A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems und Elektrofahrzeugs
DE102018219824A1 (de) Antriebssystem für ein Elektrofahrzeug, Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems und Elektrofahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified