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Die Erfindung betrifft ein Batteriemodul.
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Die
DE 10 2008 059 964 B4 zeigt eine Batterie mit mehreren einen Zellenverbund bildenden Batteriezellen, welche Batterie eine Kühlvorrichtung mit einer Kühlplatte und einer Andruckplatte zum Andrücken der Batteriezellen an die Kühlplatte aufweist. Der Zellenverbund, die Andruckplatte und die Kühlplatte werden durch Spannelemente aneinandergepresst.
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Die
DE 10 2014 004 764 A1 zeigt einen Wärmetauscher mit einer Wärmeleiterplatte, die ein anisotrop wärmeleitendes Material enthält, und mit einem Kanal für ein Wärmeträgerfluid.
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Die
DE 10 2005 031 504 A1 zeigt eine Batterie mit einem Kühlkörper mit Kühlrippen, wobei der Kühlkörper Kühlkanäle aufweist.
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Die
EP 2 953 182 B1 zeigt ein Batteriemodul mit wiederaufladbaren Batterien, die nebeneinander angeordnet sind, wobei jede der Batterien ein Batteriegehäuse aufweist, Das Batteriemodul hat elektronische Komponenten.
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Die
EP 2 405 528 A1 zeigt ein Batteriemodul mit einer Mehrzahl von in Serie geschalteten Batterien und einem Kühlelement, welches wärmeleitende Platten aufweist, welche Platten zwischen den Batterien angeordnet sind.
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Die
CN 102 717 700 A zeigt eine Kühlanordnung mit Platten, zwischen denen jeweils Batterien angeordnet sind.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein neues Batteriemodul bereit zu stellen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des Anspruchs 1.
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Ein Batteriemodul für ein Elektrofahrzeug hat eine Elektronikeinheit und ein Gehäuse, in welchem Gehäuse eine Kühlanordnung und Batteriezellen angeordnet sind, welche Kühlanordnung einen ersten Rippenkühler mit einer ersten Basisplatte und an der ersten Basisplatte befestigten Kühlrippen aufweist, welche erste Basisplatte einen Kühlmittelkanal aufweist, um ein Durchströmen der ersten Basisplatte mit einem Kühlmittel zu ermöglichen, welche Batteriezellen zumindest teilweise im Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Kühlrippen angeordnet sind, und welche Elektronikeinheit eine Leistungselektronik aufweist, welche Leistungselektronik dazu ausgebildet ist, eine Umkonfigurierung der Batteriemodulverschaltung zu ermöglichen.
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Ein solches Batteriemodul beinhaltet mit den Batteriezellen und mit der die Leistungselektronik umfassenden Elektronikeinheit zwei Wärmequellen, die vorteilhaft im Batteriemodul zusammen mit einer kühlmittelgekühlten Kühlplatte integriert sind. Die Ausbildung der Kühlanordnung mit einem Rippenkühler stellt unterschiedliche Kühlpfade für die Batteriezellen bereit. Zudem wird vermieden, dass die Batteriezellen durch die Elektronikeinheit thermisch überlastet werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Elektronikeinheit eine Leiterplatte auf. Dies hat sich als positiv für die Kühlung erwiesen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Batteriemodul eine Batterieüberwachungseinheit oder eine Batteriemanagementeinheit auf. Dies erleichtert die Überwachung und das Management der Batterie sowie das Zusammenschalten der Batteriemodule.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Batteriemodul ein Spannband auf, welches Spannband um zumindest einen Teil der Kühlrippen herum angeordnet ist, um die Kühlrippen und die zwischen den Kühlrippen angeordneten Batteriezellen zusammenzupressen. Die Wärmeübertragung wird hierdurch verbessert.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Kühlrippen zumindest eine erste Gruppe auf, welche Kühlrippen der ersten Gruppe auf einer vorgegebenen Seite der ersten Basisplatte angeordnet sind, und welche Kühlrippen der ersten Gruppe in Reihe geschaltet sind. Auf diese Weise können benachbarte Batteriezellen zusammengekoppelt werden, und es kann eine bevorzugte Spannung erzielt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der erste Rippenkühler an einer ersten Seite und an einer zweiten Seite der ersten Basisplatte Kühlrippen auf, und sowohl auf der ersten Seite als auch auf der zweiten Seite der ersten Basisplatte sind Batteriezellen vorgesehen. Hierdurch wird die Basisplatte gut und platzsparend für die Kühlung ausgenutzt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Elektronikeinheit auf der ersten Seite der ersten Basisplatte derart angeordnet, dass die Kühlrippen auf der ersten Seite der ersten Basisplatte zumindest teilweise zwischen der ersten Basisplatte und der Elektronikeinheit angeordnet sind. Hierdurch bestehen mehrere Kühlpfade zwischen der Elektronikeinheit und der Basisplatte.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Elektronikeinheit flächig neben einer benachbarten Kühlrippe angeordnet. Dies ermöglicht eine großflächige Kühlung der Elektronikeinheit.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse zumindest bereichsweise zwischen der Kühlanordnung und der Elektronikeinheit angeordnet, wobei die Elektronikeinheit bevorzugt an dem Gehäuse anliegt. Das Gehäuse kann somit zur Kühlung der Elektronikeinheit genutzt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Kühlanordnung einen zweiten Rippenkühler mit einer zweiten Basisplatte und an der zweiten Basisplatte befestigten Kühlrippen auf, welche zweite Basisplatte einen Kühlmittelkanal aufweist, um ein Durchströmen der zweiten Basisplatte mit einem Kühlmittel zu ermöglichen, welche Batteriezellen zumindest teilweise im Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Kühlrippen des zweiten Rippenkühlers angeordnet sind. Dies ergibt eine kompakte Ausführungsform.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Elektronikeinheit zumindest bereichsweise zwischen der ersten Basisplatte und der zweiten Basisplatte angeordnet. Die Elektronikeinheit kann auf diese Weise gut von beiden Seiten gekühlt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Kühlrippen der ersten Basisplatte auf der von der Elektronikeinheit abgewandten Seite der ersten Basisplatte vorgesehen, und die Kühlrippen der zweiten Basisplatte sind auf der von der Elektronikeinheit abgewandten Seite der ersten Basisplatte vorgesehen. Die Basisplatten können dadurch nah an der Elektronikeinheit angeordnet werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist dem Batteriemodul mindestens ein weiteres Batteriemodul zugeordnet, um eine elektrische Spannung für einen Elektromotor bereit zu stellen. Die Ausführung des Batteriemoduls mit integrierter Kühlung und Leistungselektronik ermöglich in vorteilhafter Weise eine einfache Erweiterung durch zusätzliche Batteriemodule.
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Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispielen sowie aus den Unteransprüchen. Es zeigt
- 1 in einer raumbildlichen Darstellung ein Batteriemodul für ein Elektrofahrzeug,
- 2 in einer raumbildlichen Darstellung eine erste Ausführungsform eines Rippenkühlers,
- 3 in einer raumbildlichen Darstellung eine zweite Ausführungsform eines Rippenkühlers,
- 4 einen Schnitt durch eine Basisplatte eines Rippenkühlers,
- 5 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Kühlmoduls,
- 6 in einem Schnitt eine zweite Ausführungsform eines Kühlmoduls,
- 7 in einer Explosionsdarstellung das Kühlmodul von 5,
- 8 in einem Schnitt eine dritte Ausführungsform eines Kühlmoduls,
- 9 in einer raumbildlichen Darstellung das Kühlmodul von 8 ohne Gehäuse, und
- 10 in schematischer Darstellung das Prinzip einer Umkonfigurierung der Batteriemodule.
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1 zeigt ein Batteriemodul 20 mit einem Gehäuse 22. Am Batteriemodul 20 sind Kühlmittelanschlüsse 24 und elektrische Anschlüsse 26 vorgesehen. Das Gehäuse 22 hat eine Gehäuseabdeckung 23, und unter der Gehäuseabdeckung 23 ist schematisch eine Elektronikeinheit 30 dargestellt, welche eine Leistungselektronik 32, eine Batterieüberwachungseinheit 33 und eine Batteriemanagementeinheit 34 umfasst. Die Elektronikeinheit 30 hat bevorzugt eine Leiterplatte, auf der elektrische oder elektronische Bauteile angeordnet sind. Es kann auch jeweils eine separate Leiterplatte für die Leistungselektronik 32 und für die Batterieüberwachungseinheit 33 und die Batteriemanagementeinheit 34 vorgesehen werden.
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Das Batteriemodul 20 ist dazu vorgesehen, in einem Elektrofahrzeug 20 oder in einem Hybridfahrzeug positioniert zu werden und als Energiequelle für den Antrieb zu dienen. Hierbei können mehrere Batteriemodule 20 verwendet werden und über die Leistungselektronik 32 auf unterschiedliche Art miteinander verschaltet werden.
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2 zeigt eine Kühlanordnung 40 mit einem ersten Rippenkühler 41. Der erste Rippenkühler 41 hat eine Mehrzahl von Kühlrippen 45, zwischen denen jeweils Zwischenräume 50 vorgesehen sind. Die Kühlrippen 45 sind mit einer ersten Basisplatte 43 verbunden, und in den Zwischenräumen 50 können Batteriezellen 28 angeordnet werden. Hierdurch ist eine gute Kühlung der Batteriezellen 28 durch den ersten Rippenkühler 41 möglich.
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Die erste Basisplatte 43 hat einen Kühlmitteleinlass 46 und einen Kühlmittelauslass 47, und über diese kann ein Kühlmittel 49 durch die erste Basisplatte 43 gefördert werden, um eine gute Kühlung zu erzielen.
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Der erste Rippenkühler 41 ist als Strangpressprofil ausgebildet.
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3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Kühlanordnung 40, bei der ebenfalls die Basisplatte 43 mit dem Kühlmitteleinlass 46 und dem Kühlmittelauslass 47 vorgesehen ist. Anders als beim Ausführungsbeispiel von 2 sind die Kühlrippen 45 in die erste Basisplatte 43 eingepresst. Hierzu sind bevorzugt Nuten in der ersten Basisplatte 43 vorgesehen, und die Kühlrippen 45 sind in die Nuten eingeschoben. Auch hier sind zwischen den Kühlrippen 45 Zwischenräume 50 vorgesehen, und die Batteriezellen 28 können in diesen Zwischenräumen 50 angeordnet werden.
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4 zeigt einen möglichen Aufbau der ersten Basisplatte 43. Der Kühlmitteleinlass 46 und der Kühlmittelauslass 47 sind durch einen Kühlmittelkanal 48 miteinander verbunden. Im Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Kühlmittelkanal 48 mäanderförmig durch die erste Basisplatte 43, um eine gute Kühlung der ersten Basisplatte 43 zu ermöglichen. Es sind auch andere Ausgestaltungen des Verlaufs des Kühlmittelkanals 48 möglich, bspw. ein U-förmiger Verlauf. Der Kühlkanal 48 kann entweder aus der ersten Basisplatte 43 ausgefräst werden, oder die erste Basisplatte 43 kann bearbeitet werden und anschließend durch ein zusätzliches Bodenteil abgedichtet werden.
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5 zeigt eine erste Ausführungsform des Batteriemoduls 20. Das Gehäuse 22 ist geschnitten, und der erste Rippenkühler 41 ist von der Seite her zu sehen. Der erste Rippenkühler 41 hat an einer ersten Seite 53 der ersten Basisplatte 43 und an einer zweiten Seite 54 der ersten Basisplatte 43 Kühlrippen 45. Sowohl auf der ersten Seite 53 als auch auf der zweiten Seite 54 der ersten Basisplatte 43 sind Batteriezellen 28 in den Zwischenräumen 50 vorgesehen.
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Als Batteriezellen 28 sind insbesondere Pouch-Zellen geeignet, es sind jedoch auch Rundzellen oder prismatische Zellen möglich.
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Im Ausführungsbeispiel ist die Elektronikeinheit 30 auf der ersten Seite 53 der ersten Basisplatte 43 derart angeordnet, dass die Kühlrippen 45 auf der ersten Seite 53 der ersten Basisplatte 43 zumindest teilweise zwischen der ersten Basisplatte 43 und der Elektronikeinheit 30 angeordnet sind.
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Das Gehäuse 22 ist zumindest bereichsweise zwischen der Kühlanordnung 40 und der Elektronikeinheit 30 angeordnet. Bevorzugt liegt die Elektronikeinheit 30 an dem Gehäuse 22 an. Dies ermöglicht einen guten Wärmetransport von der Elektronikeinheit 30 zum Gehäuse 22 hin. Im Ausführungsbeispiel ist die Abdeckung 23 vorgesehen, um die Elektronikeinheit 30 abzudecken und ggf. zu schützen.
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Das Batteriemodul 20 weist ein Spannband 51 auf, welches um zumindest einen Teil der Kühlrippen 45 herum angeordnet ist. Hierdurch können die Kühlrippen 45 und die zwischen den Kühlrippen 45 angeordneten Batteriezellen 28 zusammengepresst werden, und dies verbessert den Wärmekontakt und damit den Wärmetransport von den Batteriezellen 28 über die Kühlrippen 45 zur ersten Basisplatte 43.
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Die Elektronikeinheit 30 kann auch im Inneren des Gehäuses 22 angeordnet werden und auf ihrer Außenseite die Wärme zum Gehäuse 22 hin abgeben.
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6 zeigt eine weitere Ausführungsform des Batteriemoduls 20. Der erste Rippenkühler 41 ist aufgebaut wie im Ausführungsbeispiel von 5. Es ist ebenfalls eine Elektronikeinheit 30 auf der ersten Seite 53 der ersten Basisplatte 41 vorgesehen. Zusätzlich ist eine Elektronikeinheit 30' flächig neben benachbarten Kühlrippen 45 angeordnet. Hierdurch kann die Elektronikeinheit 30' sowohl Wärme zum ersten Rippenkühler 41 hin abgeben als auch zum Gehäuse 22 hin. Beide Elektronikeinheiten 30, 30' sind bevorzugt auch in der Nähe des Gehäuses 22 angeordnet, um einen Wärmetransport zum Gehäuse 22 zu ermöglichen. Es ist naturgemäß auch möglich, nur die Elektronikeinheit 30' vorzusehen.
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7 zeigt in einer Explosionsdarstellung einen möglichen konkreten Aufbau des Batteriemoduls 20 von 5. In der Mitte ist der erste Rippenkühler 41 mit der ersten Basisplatte 43 und den beidseitigen Kühlrippen 45 zu sehen. Zwischen den Kühlrippen 45 sind jeweils Batteriezellen 28 angeordnet, und bevorzugt ist jeweils das Spannband 51 vorgesehen, um die Kühlrippen 45 und die Batteriezellen 28 zusammenzupressen und hierdurch einen guten Wärmekontakt herzustellen. Das Gehäuse ist zweiteilig mit einem ersten Gehäuseteil 22' und einem zweiten Gehäuseteil 22" aufgebaut, wobei die Gehäuseteile 22', 22" von entgegengesetzten Seiten auf die Kühlanordnung 40 aufgesetzt werden. Auf dem Gehäuseteil 22' ist die Elektronikeinheit 30 angeordnet, und die Abdeckung 23 wird auf die Elektronikeinheit 30 gesetzt, um diese zu schützen. Die Gehäuseteile 22', 22" haben jeweils Befestigungselemente 21, und die erste Basisplatte 43 hat Befestigungselemente 52. Über die Befestigungselemente 21 und 52 können die Gehäuseteile 22', 22" und die erste Basisplatte 43 miteinander verbunden werden.
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8 zeigt eine weitere Ausführungsform des Batteriemoduls 20. Bei diesem Batteriemodul 20 ist neben dem ersten Rippenkühler 41 ein zweiter Rippenkühler 42 vorgesehen. Der zweite Rippenkühler 42 hat eine zweite Basisplatte 44, und die Elektronikeinheit 30 ist zwischen der ersten Basisplatte 43 des ersten Rippenkühlers 41 und der zweiten Basisplatte 44 des zweiten Rippenkühlers 42 angeordnet. Hierdurch kann eine sehr gute Kühlung der Elektronikeinheit 30 erzielt werden, und die erste Basisplatte 43 und die zweite Basisplatte 44 können jeweils sowohl zugeordnete Batteriezellen 28 als auch die Elektronikeinheit 30 kühlen. Im Ausführungsbeispiel hat sowohl die erste Basisplatte 43 als auch die zweite Basisplatte 44 jeweils einen Kühlmitteleinlass 46 und einen Kühlmittelauslass 47 sowie einen Kühlmittelanschluss 24. Dies ist vorteilhaft, wenn bei der Ausführungsform von 8 sowohl links als auch rechts vom Batteriemodul 20 weitere Batteriemodule vorgesehen sind und ebenfalls mit dem Kühlmittel versorgt werden müssen. Sofern eine Kühlmittelversorgung von einer Seite ausreichend ist, können bspw. der Kühlmittelauslass 47 und der Kühlmitteleinlass 46 auf der rechten Seite miteinander verbunden werden. Hierdurch ist es ausreichend, die Kühlmittelanschlüsse 24 auf der linken Seite anzuschließen. Die Verbindung auf der rechten Seite kann entweder extern durch eine Leitung an den rechten Kühlmittelanschlüssen 24 erfolgen, oder aber im Gehäuse 22 durch eine direkte Verbindung des Kühlmittelauslasses 47 und des Kühlmitteleinlasses 46 über eine Fluidverbindung.
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9 zeigt in einer raumbildlichen Darstellung die Kühlanordnung 40 mit den Batteriezellen 28 von 8. Die Batteriezellen 28 sind als Pouch-Zellen ausgebildet, und sie haben Batteriezellenpole 27, die an den Rippenkühlern 41, 42 jeweils seitlich vorschauen. Im Ausführungsbeispiel sind die Batteriezellenpole 27 jeweils zweiseitig vorgesehen. Die Batteriezellenpole 27 werden miteinander verschaltet. Dies ist auf unterschiedliche Art möglich. Bevorzugt werden die in 9 oberen Batteriezellen 28 in Serie geschaltet, und ebenso die in 9 unteren Batteriezellen 28. Die jeweils in Serie geschalteten oberen und unteren Batteriezellen 28 werden zusammen parallel geschaltet, um so die Kapazität zu erhöhen. Eine erste Zellverbindung 35 und eine zweite Zellverbindung 36 sind vorgesehen, um die miteinander verschalteten Batteriezellenpole 27 anzuschließen. Die gezeigte Anordnung ermöglicht einen sehr kompakten Aufbau des Batteriemoduls 20.
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10 zeigt in schematischer Darstellung ein Elektrofahrzeug 10. Das Elektrofahrzeug 10 hat einen Elektromotor 80, welcher im Ausführungsbeispiel über sechs Batteriemodule 20 mit einer vorgegebenen Spannung versorgt wird. Die Spannung wird als Wechselspannung entsprechend dem Diagramm 70 vorgegeben. Die Wechselspannung wird generiert durch Umkonfiguration der Batteriemodule. Die Darstellungen 71 72, 73, 74, 75 und 76 zeigen sechs mögliche Verschaltungen der Batteriemodule 20. Bei der Verschaltung 71 sind alle Batteriemodule 20 zueinander parallelgeschaltet, und die Spannung entspricht der Spannung eines Batteriemoduls. Bei der Verschaltung 72 sind jeweils zwei Batteriemodule 20 in Reihe geschaltet und zusätzlich sind diesen jeweils zwei zusätzliche Batteriemodule parallel zugeschaltet. Dies ergibt die doppelte Spannung. Bei der Verschaltung 73 sind drei Batteriemodule 20 in Reihe geschaltet, und zu jedem der drei Batteriemodule 20 ist ein weiteres Batteriemodul 20 parallelgeschaltet. Bei der Verschaltung 74 sind vier Batteriemodule 20 in Serie geschaltet, und bei zwei dieser vier Batteriemodule 20 ist zusätzlich ein weiteres Batteriemodul 20 parallelgeschaltet. Bei der Verschaltung 75 sind fünf Batteriemodule 20 in Serie geschaltet, und zu einem der fünf Batteriemodule 20 ist ein weiteres Batteriemodul 20 parallelgeschaltet. Bei der Verschaltung 76 sind alle sechs Batteriemodule in Reihe geschaltet. Hierdurch können unterschiedliche Spannungen erzielt werden, und der Elektromotor 80 kann mit einer Wechselspannung versorgt werden. Negative Spannungen können durch entsprechende Umkehr der Polung erzielt werden.
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In Abhängigkeit von der Anzahl der Batteriemodule 20 sind unterschiedliche Verschaltungen möglich. Hierdurch können mehrere Funktionen bereitgestellt werden, insbesondere
- - Ladungsaustausch zwischen unterschiedlichen Batteriemodulen, um eine gleichmäßige Entladung zu erzielen,
- - Überbrückung defekter Batteriemodule,
- - Erzeugung unterschiedlicher Ausgangsspannungen bzw. unterschiedlicher zeitlicher Strom- oder Spannungsverläufe durch entsprechende Verschaltung der Batteriemodule 20.
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Die Elektronikeinheit 30 muss in der Leistungselektronik 32 den Hauptstrom des Batteriemoduls derart schalten, dass er am richtigen Anschluss der elektrischen Anschlüsse 26 bereitsteht. Hierfür haben die elektrischen Anschlüsse 26 bevorzugt mindestens vier Anschlüsse für den Hauptstrom, um so eine entsprechende Verschaltung durch die Leistungselektronik 32 zu ermöglichen. In der Leistungselektronik 32 werden bevorzugt Halbleiterschalter verwendet, insbesondere MOSFET-Schalter.
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Als Batterie werden bspw. Primärzellen, Sekundärzellen, Kondensatoren oder andere Energiequellen und Energiespeicher angesehen.
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Da die Batteriemodule 20 jeweils sowohl die Batteriezellen 28 als auch die Elektronikeinheit 30 mit der Leistungselektronik 32 aufweisen, sind zwei Wärmequellen im Batteriemodul 20 vorhanden. Die Batteriezellen 28 erwärmen sich aufgrund ihres Innenwiderstands sowohl bei der Ladung als auch bei der Entladung. Die Kühlung der Batteriezellen 28 bestimmt daher stark die Leistung eines elektrischen Fahrzeugs. Die Leistungselektronik 32 leitet große Ströme, da der gesamte Nutzstrom für den Antrieb des Elektromotors 80 über die Leistungselektronik 32 fließen kann. Hierbei treten sowohl Schaltverluste als auch Verluste durch den Widerstand in den Schaltungen auf. Die zusätzliche Wärmequelle in Form der Leistungselektronik 32 ist in üblichen Batteriekonzepten nicht vorgesehen, denn die Leistungselektronik ist in üblichen Batteriekonzepten nicht in das Batteriemodul 20 integriert.
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Eine weitere Herausforderung bei dem aktuellen Batteriekonzept liegt darin, dass die Batteriezellen 28 üblicherweise in einem relativ engen Temperaturbereich betrieben werden müssen, bspw. zwischen 0°C bis etwa 40°C. Außerhalb dieses Temperaturbereichs arbeiten Batteriezellen 28 üblicherweise schlecht oder überhaupt nicht. Bei Elektronikbauteilen ist die Temperatur wesentlich weniger kritisch, und sie können bei Temperaturen weit unter 0°C (bspw. minus 20°C) und bei Temperaturen von mehr als 120°C betrieben werden.
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Die Verlustleistung der Batterien ist insgesamt deutlich größer als die Verlustleistung in der Leistungselektronik. Allerdings wird die Verlustleistung der Batteriezellen 28 über eine sehr große Oberfläche abgegeben, und die Batteriezellen 28 verfügen über eine relativ große Wärmekapazität. Im Gegensatz hierzu ist die Verlustleistung der Leistungselektronik 32 zwar geringer, sie tritt jedoch in sehr eng definierten Bereichen auf, und die Wärmekapazität der elektronischen Bauteile ist gering. Daher muss die Kühlung der Elektronikeinheit 30 dazu geeignet sein, auch die Wärme von der Elektronik gut abzuführen.
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Die Batteriemodule 20 ermöglichen sowohl die mechanische als auch die thermische Integration der Leistungselektronik 32 und der Batteriezellen 28. Hierfür wird eine Kühlung mittels Kühlmittel verwendet, um zumindest die Batteriezellen 28 ausreichend zu kühlen. Im Hinblick auf die Elektronikeinheit 30 kann entweder eine Kühlung über das Gehäuse 22 oder ebenfalls über das Kühlmittel erfolgen.
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Die Verwendung des ersten Rippenkühlers 41 und/oder des zweiten Rippenkühlers 42 stellt über die Kühlrippen 45 unterschiedliche Kühlpfade bereit, über welche die Batteriezellen 28 und ggf. auch die Elektronikeinheit 30 gekühlt werden können. Durch die Kühlung der Rippenkühler 41, 42 mit dem Kühlmittel 49 kann im Batteriemodul 20 eine Wärmesenke bereitgestellt werden und damit die Wärme aus dem Batteriemodul 20 hinaus übertragen werden. Auch Schwachstromelektronik, wie sie bspw. in der Batterieüberwachungseinheit 33 und in der Batteriemanagementeinheit 34 verwendet wird, kann in das Batteriemodul 20 integriert werden, und auch die Kühlung dieser Bestandteile kann gewährleistet werden. Durch eine räumliche Trennung der Leistungselektronik 32 von der Batterieüberwachungseinheit 33 und der Batteriemanagementeinheit 34 können letztere vor den starken elektromagnetischen Feldern der Leistungselektronik 32 geschützt werden. Hierbei können der erste Rippenkühler 41 und/oder der zweite Rippenkühler 42 als Abschirmung dienen.
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Naturgemäß sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung vielfältige Abwandlungen und Modifikationen möglich.
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Beschrieben wurden Batteriemodule 20, die zusammen mit anderen Batteriemodulen 20 verwendbar sind. Ein solches Batteriemodul 20 kann aber auch allein verwendet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008059964 B4 [0002]
- DE 102014004764 A1 [0003]
- DE 102005031504 A1 [0004]
- EP 2953182 B1 [0005]
- EP 2405528 A1 [0006]
- CN 102717700 A [0007]
