DE102018124364A1 - Contacting and wiring of battery modules - Google Patents

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Abstract

Modulträgereinheit (2) zur Kontaktierung eines Batteriemoduls (18), umfassend eine elektrisch leitfähige Trägerplatte (4) zur Aufnahme des Batteriemoduls (18), eine Mehrzahl von Anschlüssen (6) zur Kontaktierung der Pole (12, 14) eines Batteriemoduls (18), wobei die Anschlüsse (6) derart an der Trägerplatte (4) angeordnet sind, dass die Länge der Verbindungswege zur elektrischen Verbindung der Pole (12, 14) des Batteriemoduls (18) mit den Polen (12, 14) eines weiteren Batteriemoduls (18) unabhängig von der Anordnung der Pole (12, 14) der zu verbindenden Batteriemodule (18) minimierbar ist.Module carrier unit (2) for contacting a battery module (18), comprising an electrically conductive carrier plate (4) for receiving the battery module (18), a plurality of connections (6) for contacting the poles (12, 14) of a battery module (18), The connections (6) are arranged on the carrier plate (4) in such a way that the length of the connecting paths for the electrical connection of the poles (12, 14) of the battery module (18) to the poles (12, 14) of a further battery module (18) regardless of the arrangement of the poles (12, 14) of the battery modules (18) to be connected can be minimized.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Modulträgereinheit, ein System sowie ein Verfahren zur Kontaktierung und Verschaltung von Batteriemodulen.The present invention relates to a module carrier unit, a system and a method for contacting and connecting battery modules.

Die Druckschrift DE 10 2014 204 245 A1 betrifft ein Batteriemodul, mit einer Mehrzahl von galvanischen Zellen, insbesondere Batteriezellen, die jeweils eine erste Außenseite, umfassend eine erste Elektrode und eine zweite Außenseite, umfassend eine zweite Elektrode aufweisen, wobei die Zellen durch Aneinanderreihung jeweils mit den Außenseiten über die Elektroden elektrisch miteinander verschaltet sind.The publication DE 10 2014 204 245 A1 relates to a battery module with a plurality of galvanic cells, in particular battery cells, each having a first outer side, comprising a first electrode and a second outer side, comprising a second electrode, the cells being electrically connected to one another with the outer sides via the electrodes are.

Die Druckschrift DE 10 2014 217 119A1 betrifft einen Zellenträger zum Aufnehmen einer Vielzahl von Batteriezellen, der eine Vielzahl von Aussparungen aufweist, die in einem ebenen Körper voneinander beabstandet ausgebildet und zur Aufnahme jeweils einer Batteriezelle gebildet sind. Die innerhalb des Zellenträgers aufnehmbaren, voneinander isolierten Batteriezellen sind ferner mittels eines Verbindungselementes, umfassend ein erstes und ein zweites Kontaktelement, miteinander verbindbar.The publication DE 10 2014 217 119A1 relates to a cell carrier for receiving a plurality of battery cells, which has a plurality of recesses which are formed spaced apart from one another in a flat body and are each formed for receiving a battery cell. The battery cells which can be accommodated within the cell carrier and are insulated from one another can also be connected to one another by means of a connecting element comprising a first and a second contact element.

Nachteilig an dem genannten Stand der Technik ist der hohe Kontaktierungs- und Verschaltungsaufwand von Batteriemodulen mit jeweils unterschiedlich positionierten Batteriepolen. Unterschiedlich positionierte Pole treten insbesondere bei der Verwendung von Batteriemodulen verschiedener Hersteller oder unterschiedlicher Zelltypen auf. Der hohe Kontaktierungs- und Verschaltungsaufwand ergibt sich hierbei insbesondere dadurch, dass zur gewünschten Verbindung der Pole lange Verbindungselemente verwendet werden müssen. Die Verwendung solcher Verbindungselemente ist aus mehreren Gründen nachteilig. Einerseits ist der Verschaltungs- bzw. Kontaktierungsprozess bei der Verwendung langer Verbindungselemente ungleich aufwändiger und erfordert mehr Verbindungsmaterial, sodass sich nicht nur Nachteile bzgl. der Material- und Herstellungskosten, sondern auch im Hinblick auf das Gewicht der Batteriemodule ergeben. Des Weiteren stellen insbesondere lange Verbindungselemente häufig den kritischsten Punkt im Hinblick auf Leitungsbrüche und Leitungswiderstände dar, was einer effizienten und langlebigen Kontaktierung und Verschaltung entgegenwirkt.A disadvantage of the prior art mentioned is the high outlay on contacting and wiring of battery modules, each with differently positioned battery poles. Different positions of the poles occur especially when using battery modules from different manufacturers or different cell types. The high outlay for contacting and wiring results in particular from the fact that long connecting elements have to be used for the desired connection of the poles. The use of such connecting elements is disadvantageous for several reasons. On the one hand, the interconnection or contacting process is much more complex when using long connecting elements and requires more connecting material, so that there are not only disadvantages with regard to material and manufacturing costs, but also with regard to the weight of the battery modules. Furthermore, long connecting elements in particular are often the most critical point with regard to line breaks and line resistances, which counteracts efficient and long-lasting contacting and interconnection.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben, insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung, ein System sowie ein Verfahren zur Kontaktierung und Verschaltung von Batteriemodulen zur Verfügung zu stellen, die auf möglichst einfache und kostengünstige Weise eine langlebige und energieeffiziente elektrische Verbindung der Pole verschiedener Batteriemodule ermöglicht.It is therefore the object of the present invention to at least partially remedy the disadvantages described above, in particular it is the object of the present invention to provide a device, a system and a method for contacting and connecting battery modules which are as simple as possible and enables a long-lasting and energy-efficient electrical connection of the poles of different battery modules in a cost-effective manner.

Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein System gemäß Anspruch 6 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 10. Weitere Merkmale und Details ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Technische Merkmale, die zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung offenbart werden, gelten dabei auch in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen System und dem erfindungsgemäßen Verfahren und umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen ausgeführt.The above object is achieved by a device with the features of claim 1, a system according to claim 6 and a method according to claim 10. Further features and details emerge from the subclaims, the description and the drawings. Technical features that are disclosed for the device according to the invention also apply in connection with the system according to the invention and the method according to the invention and vice versa, so that with regard to the disclosure of the individual aspects of the invention, reference can always be made to one another. Advantageous embodiments of the invention are set out in the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Modulträgereinheit zur Kontaktierung eines Batteriemoduls umfasst eine elektrisch leitfähige Trägerplatte zur Aufnahme des Batteriemoduls sowie eine Mehrzahl von Anschlüssen zur Kontaktierung der Pole eines Batteriemoduls. Die Anschlüsse sind hierbei erfindungsgemäß derart an der Trägerplatte angeordnet, dass die Länge der Verbindungswege zur elektrischen Verbindung der Pole des Batteriemoduls mit den Polen eines weiteren Batteriemoduls unabhängig von der Anordnung der Pole der zu verbindenden Batteriemodule minimierbar ist.The module carrier unit according to the invention for contacting a battery module comprises an electrically conductive carrier plate for receiving the battery module and a plurality of connections for contacting the poles of a battery module. According to the invention, the connections are arranged on the carrier plate in such a way that the length of the connection paths for the electrical connection of the poles of the battery module to the poles of a further battery module can be minimized independently of the arrangement of the poles of the battery modules to be connected.

Unter einer Kontaktierung ist im Rahmen der Erfindung die Herstellung eines elektrischen Kontaktes zu verstehen.In the context of the invention, contacting is understood to mean the production of an electrical contact.

Unter einer elektrischen Leitfähigkeit wird im Rahmen der Erfindung eine Leitfähigkeit unter Standardbedingungen von zumindest größer als 5·10-6 S/cm, insbesondere von zumindest größer als 104 S/cm verstanden.In the context of the invention, electrical conductivity is understood to mean a conductivity under standard conditions of at least greater than 5 · 10 -6 S / cm, in particular of at least greater than 10 4 S / cm.

Es versteht sich ferner, dass die erfindungsgemäße Modulträgereinheit zur Kontaktierung eines Batteriemoduls ebenso zur Kontaktierung von Kondensatoren oder Brennstoffzellen oder dergleichen geeignet ist.It also goes without saying that the module carrier unit according to the invention for contacting a battery module is also suitable for contacting capacitors or fuel cells or the like.

Die erfindungsgemäße Modulträgereinheit zur Kontaktierung eines Batteriemoduls kann vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einem Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug zum Einsatz kommen und dort vorzugsweise innerhalb des Antriebs, insbesondere im Bereich der Batterie angeordnet sein. Weiterhin ist die erfindungsgemäße Modulträgereinheit in allen modular aufgebauten Energiespeichern einsetzbar (stationäre Batteriespeicher für Solaranlagen, Batteriesysteme in Schiffen, Flugzeugen, Baumaschinen, etc.).The module carrier unit according to the invention for contacting a battery module can preferably be used in a motor vehicle, in particular in an electric vehicle or a hybrid vehicle, and can preferably be arranged there within the drive, in particular in the region of the battery. Furthermore, the module carrier unit according to the invention can be used in all modular energy stores (stationary battery stores for solar systems, battery systems in ships, aircraft, construction machines, etc.).

Die erfindungsgemäße Minimierung der Länge der Verbindungwege zur elektrischen Verbindung der Pole eines ersten Batteriemoduls mit den Polen eines zweiten Batteriemoduls kann gegenständlich insbesondere durch die Herstellung einer indirekten elektrischen Verbindung zwischen einem ersten Pol eines ersten Batteriemoduls und einem Pol eines zweiten Batteriemoduls über eine Trägerplatte erfolgen. Dies wird dann beispielsweise dadurch erreicht, dass die Trägerplatte mit einem Pol eines ersten Batteriemoduls und einem Pol eines zweiten Batteriemoduls in elektrischer Verbindung steht und die Trägerplatte und die jeweiligen Pole somit dasselbe elektrische Potential besitzen. The inventive minimization of the length of the connection paths for the electrical connection of the poles of a first battery module to the poles of a second battery module can be achieved in particular by establishing an indirect electrical connection between a first pole of a first battery module and a pole of a second battery module via a carrier plate. This is then achieved, for example, in that the carrier plate is in electrical connection with a pole of a first battery module and a pole of a second battery module and the carrier plate and the respective poles thus have the same electrical potential.

Gegenständlich ist erkannt worden, dass durch die Verschaltung der Pole zweier Batteriemodule über eine Trägerplatte eine deutlich höhere Flexibilität hinsichtlich der Verwendung von Batteriemodulen verschiedener Hersteller und Zelltypen gegeben ist, da mittels einer Verschaltung über eine Trägerplatte unabhängig von der Anordnung der Pole der zu verschaltenden Batteriemodule stets kurze Verbindungswege und somit eine gleichzeitig langlebige, energieeffiziente und kostengünstige Verschaltung von Batteriemodulen gegeben ist.In fact, it has been recognized that the connection of the poles of two battery modules via a carrier plate provides significantly greater flexibility with regard to the use of battery modules from different manufacturers and cell types, since by means of an interconnection via a carrier plate, regardless of the arrangement of the poles of the battery modules to be connected, always short connection paths and thus a long-lasting, energy-efficient and inexpensive connection of battery modules is provided.

Um hierbei eine besonders flexible Anordnung und Kontaktierung bzw. Verschaltung von Batteriemodulen zu gewährleisten, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Trägerplatte einen elektrisch leitfähigen Kern und eine um den Kern herum angeordnete Isolationsschicht aufweist. Der elektrisch leitfähige Kern ist hierbei vorteilhafterweise zumindest teilweise aus einem Aluminiumwerkstoff, insbesondere zumindest teilweise aus einem Kupferwerkstoff gebildet. Eine entsprechende Ausgestaltung verspricht nicht nur eine gute elektrische Leitfähigkeit, sondern auch eine gute Wärmeleitfähigkeit, was insbesondere im Hinblick auf eine effiziente Wärmeabführung vorteilhaft ist. Die um den elektrisch leitfähigen Kern herum angeordnete Isolationsschicht ist in Form einer elektrisch nichtleitenden Verbindung, vorzugsweise in Form eines Kunststoffes, einer Keramik oder dergleichen gebildet. Die Isolationsschicht kann hierbei beispielsweise auch in Form eines Lackes, einer Folie oder einer Farbe auf den elektrisch leitfähigen Kern der erfindungsgemäßen Trägerplatte aufgebracht werden.In order to ensure a particularly flexible arrangement and contacting or connection of battery modules, it can be provided according to the invention that the carrier plate has an electrically conductive core and an insulation layer arranged around the core. The electrically conductive core is advantageously at least partially formed from an aluminum material, in particular at least partially from a copper material. A corresponding configuration not only promises good electrical conductivity, but also good thermal conductivity, which is particularly advantageous in terms of efficient heat dissipation. The insulation layer arranged around the electrically conductive core is formed in the form of an electrically non-conductive connection, preferably in the form of a plastic, a ceramic or the like. The insulation layer can also be applied, for example, in the form of a lacquer, a film or a paint to the electrically conductive core of the carrier plate according to the invention.

Um möglichst kurze Verschaltungswege zur Verschaltung einzelner Module von Batteriezellen zu gewährleisten und gleichzeitig eine größtmögliche Flexibilität für die Anordnung der Batteriemodule zu schaffen, kann gegenständlich ferner vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäßen Anschlüsse innerhalb eines Randbereichs der Trägerplatte angeordnet sind. Dieser Randbereich ist hierbei vorzugsweise im äußeren Bereich der Trägerplatte angeordnet und insbesondere in Form einer äußeren Umrahmung oder dergleichen gebildet. Die Größe des Randbereichs kann hierbei vorteilhafterweise im Hinblick auf die Größe eines auf der Trägerplatte anordenbaren Batteriemoduls bestimmt und/oder variiert werden. Alternativ oder kumulativ zu einer Anordnung der Anschlüsse in den Randbereichen der Trägerplatte ist auch eine Integration der Anschlüsse außerhalb der Randbereiche und/oder innerhalb und/oder unterhalb der gegenständlichen Trägerplatte denkbar.In order to ensure the shortest possible interconnection paths for interconnecting individual modules of battery cells and, at the same time, to provide the greatest possible flexibility for the arrangement of the battery modules, it can also be provided that the connections according to the invention are arranged within an edge region of the carrier plate. This edge region is preferably arranged in the outer region of the carrier plate and in particular is formed in the form of an outer frame or the like. The size of the edge area can advantageously be determined and / or varied with regard to the size of a battery module that can be arranged on the carrier plate. Alternatively or cumulatively to an arrangement of the connections in the edge regions of the carrier plate, an integration of the connections outside the edge regions and / or inside and / or below the carrier plate in question is also conceivable.

Im Hinblick auf eine möglichst flexible Anordnung der Pole von Batteriemodulen bzw. einen möglichst flexiblen Einsatz von Batteriemodulen verschiedener Hersteller und Modultypen kann erfindungsgemäß insbesondere vorgesehen sein, dass die Anschlüsse zumindest teilweise auf einander gegenüberliegenden Seiten der Trägerplatte angeordnet sind. Bei einer rechteckigen Form der gegenständlichen Trägerplatte kann es hinsichtlich einer möglichst flexiblen Verschaltung besonders vorteilhaft sein, wenn die Trägerplatte mindestens vier zumindest teilweise auf einander gegenüberliegenden Seiten der Trägerplatte angeordnete Anschlüsse aufweist. Hierbei erfolgt ein Anschluss an die auf der Trägerplatte angeordneten Anschlüsse insbesondere derart, dass zwei einander gegenüberliegende Anschlüsse mit demselben Pol eines Batteriemoduls elektrisch verbunden sind. Ebenso ist es vorstellbar, dass Anschlüsse zur elektrischen Verbindung auch unterhalb der Trägerplatte angeordnet sein können, sodass beispielsweise von einer Trägerplatte abgehende elektrische Verbindungen zur Verbindung benachbarter Trägerplatten auch über die Unterseite der Platte geführt werden können.With regard to the most flexible arrangement of the poles of battery modules or the most flexible use of battery modules from different manufacturers and module types, the invention can in particular provide that the connections are at least partially arranged on opposite sides of the carrier plate. In the case of a rectangular shape of the carrier plate in question, it can be particularly advantageous with regard to a connection that is as flexible as possible if the carrier plate has at least four connections arranged at least partially on opposite sides of the carrier plate. In this case, a connection is made to the connections arranged on the carrier plate, in particular in such a way that two mutually opposite connections are electrically connected to the same pole of a battery module. It is also conceivable that connections for the electrical connection can also be arranged below the carrier plate, so that, for example, electrical connections coming from a carrier plate for connecting adjacent carrier plates can also be routed over the underside of the plate.

Hinsichtlich eines einfachen Ein- und Ausbaus bzw. Tausches von Batteriemodulen können die Anschlüsse vorteilhafterweise derart ausgebildet sein, dass eine lösbare elektrische Verbindung zwischen den Batteriepolen und den Anschlüssen herstellbar ist. Die an der Trägerplatte angeordneten gegenständlichen Anschlüsse sind hierbei ebenfalls zumindest teilweise aus einem Kupfer-, zumindest teilweise aus einem Aluminium- oder zumindest teilweise aus einem Eisenwerkstoff gebildet und vorzugsweise formschlüssig, kraftschlüssig oder stoffschlüssig mit der Trägerplatte verbunden. Bei einer Ausführung einer mit einer Isolationsschicht umgebenen Trägerplatte stehen die Anschlüsse mit dem elektrisch leitfähigen Kern in elektrischer Verbindung und sind mit diesem vorzugsweise formschlüssig, kraftschlüssig oder stoffschlüssig verbunden. Über die Anschlüsse kann auf diese Weise ebenfalls eine formschlüssige, kraftschlüssige oder stoffschlüssige elektrische Verbindung zwischen der Trägerplatte und den Polen von Batteriemodulen hergestellt werden. Hierbei können die elektrischen Verbindungen in lösbarer Form, beispielsweise in Form von Steckverbindungen oder Schraubverbindungen, aber auch in unlösbare Form beispielsweise in Form von Lötverbindungen Schweißverbindungen oder Quetschverbindungen gebildet sein. Im Rahmen einer flexiblen Kontaktierung können ferner vorteilhafterweise auch verschiedene Kontaktierungsarten nebeneinander vorliegen.With regard to simple installation and removal or replacement of battery modules, the connections can advantageously be designed such that a releasable electrical connection can be established between the battery poles and the connections. The objective connections arranged on the carrier plate are likewise at least partially formed from a copper, at least partially from an aluminum or at least partially from an iron material and are preferably connected to the carrier plate in a positive, non-positive or material manner. In the case of an embodiment of a carrier plate surrounded by an insulation layer, the connections are in electrical connection with the electrically conductive core and are preferably connected to the latter in a form-fitting, force-fitting or material-locking manner. In this way, a positive, non-positive or integral electrical connection between the carrier plate and the poles of battery modules can also be established via the connections. Here, the electrical connections can also be made in a detachable form, for example in the form of plug connections or screw connections be formed in permanent form, for example in the form of soldered connections, welded connections or crimped connections. In the context of flexible contacting, different types of contacting can also advantageously be present side by side.

Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein System zur Verschaltung von Batteriemodulen. Dabei umfasst das gegenständliche System eine Bodeneinheit zur Aufnahme von voranstehend beschriebenen Modulträgereinheiten, eine Mehrzahl von voranstehend beschriebenen Modulträgereinheiten sowie eine Mehrzahl von auf den Modulträgereinheiten angeordneten Batteriemodulen. Damit bringt das erfindungsgemäße System die gleichen Vorteile mit sich, wie bereits ausführlich in Bezug auf die erfindungsgemäße Modulträgereinheit beschrieben worden sind.The invention also relates to a system for interconnecting battery modules. The system in question comprises a base unit for receiving module carrier units described above, a plurality of module carrier units described above, and a plurality of battery modules arranged on the module carrier units. The system according to the invention thus brings with it the same advantages as have already been described in detail with reference to the module carrier unit according to the invention.

Die gegenständliche Bodeneinheit zur Aufnahme von Modulträgereinheiten kann vorzugsweise in Form eines Batteriebodens oder dergleichen gebildet sein und sowohl elektrisch leitend, als auch elektrisch nichtleitend bzw. isolierend ausgeführt sein. Die gegenständlichen Trägerplatten sind im Hinblick auf den Aufbau des gegenständlichen Systems vorzugsweise sandwichartig zwischen der Bodeneinheit und den Batteriemodulen angeordnet, wobei die Trägerplatten und die Bodeneinheit und/oder die Batteriemodule vorzugsweise zumindest entlang einer Oberfläche zumindest im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, wobei insbesondere die Flachseiten der Trägerplatten und der Bodeneinheit und/oder des Batteriemoduls im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Alternativ oder kumulativ zu innerhalb des gegenständlichen Systems angeordneten Batteriemodulen können erfindungsgemäß auch Kondensatoren oder Brennstoffzellen oder Solarzellen oder dergleichen auf den Modulträgereinheiten angeordnet sein und miteinander und/oder mit Batteriemodulen verschaltet werden.The base unit in question for accommodating module carrier units can preferably be in the form of a battery base or the like and can be both electrically conductive and also electrically non-conductive or insulating. With regard to the structure of the system in question, the object carrier plates are preferably arranged in a sandwich-like manner between the base unit and the battery modules, the carrier plates and the base unit and / or the battery modules preferably being arranged at least essentially parallel to one another at least along one surface, in particular the flat sides the carrier plates and the base unit and / or the battery module are arranged essentially parallel to one another. As an alternative or cumulatively to battery modules arranged within the system in question, capacitors or fuel cells or solar cells or the like can also be arranged on the module carrier units according to the invention and connected to one another and / or to battery modules.

Im Hinblick auf eine einfache und flexible Verschaltung einzelner Batteriemodule kann im Rahmen einer elektrisch leitenden Bodeneinheit erfindungsgemäß insbesondere vorgesehen sein, dass die Bodeneinheit elektrisch isolierte Aussparungen zur Aufnahme der Modulträgereinheiten aufweist. Eine derartige Ausführung erlaubt insbesondere eine elektrisch leitende und nicht isolierte Ausbildung der gegenständlichen Bodeneinheit, was eine verbesserte Wärmeabführung ermöglicht.With regard to a simple and flexible connection of individual battery modules, it can be provided in accordance with the invention in the context of an electrically conductive base unit that the base unit has electrically insulated cutouts for receiving the module carrier units. Such an embodiment allows, in particular, an electrically conductive and non-insulated design of the base unit in question, which enables improved heat dissipation.

Hinsichtlich einer möglichst kompakten Anordnung des gegenständlichen Systems können die Aussparungen vorzugsweise in Form von Ausnehmungen zur flächenbündigen Aufnahme der Modulträgereinheiten gebildet sein. Eine solche kompakte Anordnung ist insbesondere im Hinblick auf eine platzsparende Ausführung des erfindungsgemäßen Systems von Vorteil. Hierbei können die Aussparungen vorzugsweise auch tiefer ausgenommen sein und eine flächenbündige Aufnahme von auf den Modulträgereinheiten angeordneten Batteriemodulen gewährleisten. Alternativ oder kumulativ dazu kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das gegenständliche System in ein Gehäuse verkapselt bzw. in ein Gehäuse integriert ist.With regard to the most compact possible arrangement of the system in question, the cutouts can preferably be formed in the form of recesses for the flush mounting of the module carrier units. Such a compact arrangement is particularly advantageous with regard to a space-saving design of the system according to the invention. In this case, the cutouts can preferably also be recessed deeper and ensure flush mounting of battery modules arranged on the module carrier units. Alternatively or cumulatively, it can be provided according to the invention that the system in question is encapsulated in a housing or integrated in a housing.

Um eine effiziente und effektive Ableitung der innerhalb der Batteriemodule anfallenden Verlustwärme zu gewährleisten, kann die gegenständliche Bodeneinheit zudem vorteilhafterweise einen Kühlmittelkanal zur Kühlung der Modulträgerplatten aufweisen. Der Kühlmittelkanal ist hierbei vorzugsweise unmittelbar an die Modulträgerplatten angrenzend angeordnet. Im Rahmen einer unmittelbar an die Modulträgerplatten angrenzenden Anordnung ist der Kühlmittelkanal dann entweder elektrisch isoliert von der Modulträgereinheit ausgeführt oder wird mittels eines elektrisch nichtleitenden, aber thermisch gut leitenden Kühlmittels, wie einem thermisch leitenden Öl oder dergleichen betrieben. Im Hinblick auf eine effiziente Kühlung kann der Kühlmittelkanal ferner vorzugsweise Strömungsleitvorrichtungen zur Strömungsführung aufweisen, um die bei der Stromübertragung entstehende Wärme möglichst gleichmäßig aus den Batteriemodulen bzw. dem gegenständlichen System abzuführen.In order to ensure efficient and effective dissipation of the heat loss generated within the battery modules, the base unit in question can also advantageously have a coolant channel for cooling the module carrier plates. The coolant channel is preferably arranged directly adjacent to the module carrier plates. In the context of an arrangement directly adjacent to the module carrier plates, the coolant channel is then either electrically insulated from the module carrier unit or is operated by means of an electrically non-conductive but thermally highly conductive coolant, such as a thermally conductive oil or the like. With a view to efficient cooling, the coolant channel can furthermore preferably have flow guiding devices for flow guidance in order to dissipate the heat generated during power transmission as evenly as possible from the battery modules or the system in question.

Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist zudem eine Batterie, umfassend eine voranstehend beschriebene Modulträgereinheit, insbesondere umfassend ein voranstehend beschriebenes System.The invention also relates to a battery comprising a module carrier unit described above, in particular comprising a system described above.

Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist zudem ein Verfahren zur Kontaktierung von Batteriemodulen. Hierbei umfasst das gegenständliche Verfahren zur Kontaktierung von Batteriemodulen den Schritt eines Herstellens einer ersten elektrischen Verbindung zwischen einem ersten Pool eines ersten Batteriemoduls und einer Modulträgereinheit sowie den Schritt eines Herstellens einer zweiten elektrischen Verbindung zwischen einem zweiten Pol des ersten Batteriemoduls und einem ersten Pool eines zweiten Batteriemoduls. Des Weiteren umfasst das erfindungsgemäße Verfahren den Schritt eines Herstellens einer dritten elektrischen Verbindung zwischen dem ersten Pool des ersten Batteriemoduls und einem zweiten Pol des zweiten Batteriemoduls über zumindest eine Modulträgereinheit, um die Länge eines Verbindungsweges der elektrischen Verbindung zwischen dem ersten Pol des ersten Batteriemoduls und einem zweiten Pol des zweiten Batteriemoduls unabhängig von der Anordnung der Pole der zu verbindenden Batteriemodule zu minimieren. Damit bringt das erfindungsgemäße Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie bereits ausführlich in Bezug auf die erfindungsgemäße Modulträgereinheit und das erfindungsgemäße System beschrieben worden sind.The invention also relates to a method for contacting battery modules. The method for contacting battery modules comprises the step of establishing a first electrical connection between a first pool of a first battery module and a module carrier unit, and the step of establishing a second electrical connection between a second pole of the first battery module and a first pool of a second battery module . Furthermore, the method according to the invention comprises the step of establishing a third electrical connection between the first pool of the first battery module and a second pole of the second battery module via at least one module carrier unit, by the length of a connection path of the electrical connection between the first pole of the first battery module and one to minimize the second pole of the second battery module regardless of the arrangement of the poles of the battery modules to be connected. The method according to the invention thus brings with it the same advantages as already detailed in relation to the method according to the invention Module carrier unit and the system according to the invention have been described.

Der zweite Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens - die Herstellung der zweiten elektrischen Verbindung - kann hierbei auch über eine unterhalb des zweiten Batteriemoduls angeordnete Trägerplatte hergestellt werden. Bei einer Kontaktierung bzw. einer Verschaltung der Batteriemodule können diese sowohl seriell, als auch parallel miteinander verschaltet werden, sodass der erste Pol der Batteriemodule sowohl den Minus- als auch den Pluspol der Batteriemodule darstellen kann. Durch das erfindungsgemäße Herstellen der ersten und der dritten elektrischen Verbindung besitzt die Trägerplatte insbesondere das elektrische Potential eines der Pole des ersten Batteriemoduls. Alternativ oder kumulativ zu einer Kontaktierung bzw. zu einer elektrischen Verbindung von Batteriemodulen kann gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren auch eine sortenreine oder denkbare sortenunreine Kombination von Kontaktierungen bzw. elektrischen Verbindungen zwischen Batteriemodulen, Kondensatoren, Brennstoffzellen, Solarzellen oder dergleichen hergestellt werden.The second step of the method according to the invention - the production of the second electrical connection - can also be produced here via a carrier plate arranged below the second battery module. When the battery modules are contacted or connected, they can be connected both in series and in parallel, so that the first pole of the battery modules can represent both the negative and the positive pole of the battery modules. By establishing the first and the third electrical connection according to the invention, the carrier plate has in particular the electrical potential of one of the poles of the first battery module. As an alternative or cumulatively to a contact or to an electrical connection of battery modules, according to the method according to the invention, it is also possible to produce a pure or conceivable non-mixed combination of contacts or electrical connections between battery modules, capacitors, fuel cells, solar cells or the like.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description, in which exemplary embodiments of the invention are described in detail with reference to the drawings. The features mentioned in the claims and in the description can each be essential to the invention individually or in any combination.

Es zeigen:

  • 1a eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Modulträgereinheit zur Kontaktierung eines Batteriemoduls gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht,
  • 1b eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Modulträgereinheit gemäß 1a in einer Schnittansicht entlang der Schnittlinie I-I,
  • 2a eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Modulträgereinheit zur Kontaktierung eines Batteriemoduls gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht,
  • 2b eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Modulträgereinheit zur Kontaktierung eines Batteriemoduls gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht,
  • 3a eine schematische Darstellung der Anordnung eines Batteriemoduls gemäß einer ersten Ausführung auf einer erfindungsgemäßen Modulträgereinheit zur Kontaktierung eines Batteriemoduls,
  • 3b eine schematische Darstellung einer Anordnung eines Batteriemoduls gemäß einer zweiten Ausführung auf einer erfindungsgemäßen Modulträgereinheit zur Kontaktierung eines Batteriemoduls,
  • 4a eine schematische Darstellung einer Anordnung eines Batteriemoduls gemäß einer dritten Ausführung auf einer erfindungsgemäßen Modulträgereinheit zur Kontaktierung eines Batteriemoduls,
  • 4b das Batteriemodul gemäß 4a in einer um 180° entlang der Längsachse des Batteriemoduls gedrehten Ansicht,
  • 5 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems zur Verschaltung von Batteriemodulen in einer Draufsicht,
  • 6 eine schematische Darstellung eines Teilausschnitts des erfindungsgemäßen Systems gemäß 5 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, umfassend einen Kühlkanal 24 zur effektiven Wärmeabführung.
Show it:
  • 1a 1 shows a schematic representation of a module carrier unit according to the invention for contacting a battery module according to a first exemplary embodiment in a plan view,
  • 1b a schematic representation of the module carrier unit according to the invention 1a in a sectional view along the section line II,
  • 2a 1 shows a schematic illustration of the module carrier unit according to the invention for contacting a battery module according to a second exemplary embodiment in a plan view,
  • 2 B 1 shows a schematic representation of a module carrier unit according to the invention for contacting a battery module according to a third exemplary embodiment in a plan view,
  • 3a 1 shows a schematic representation of the arrangement of a battery module according to a first embodiment on a module carrier unit according to the invention for contacting a battery module,
  • 3b 1 shows a schematic representation of an arrangement of a battery module according to a second embodiment on a module carrier unit according to the invention for contacting a battery module,
  • 4a 1 shows a schematic representation of an arrangement of a battery module according to a third embodiment on a module carrier unit according to the invention for contacting a battery module,
  • 4b the battery module according to 4a in a view rotated by 180 ° along the longitudinal axis of the battery module,
  • 5 1 shows a schematic representation of a system according to the invention for interconnecting battery modules in a top view,
  • 6 is a schematic representation of a partial section of the system according to the invention 5 according to a second embodiment, comprising a cooling channel 24th for effective heat dissipation.

In den Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale identische Bezugszeichen verwendet.Identical reference symbols are used in the figures for the same technical features.

1a zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Modulträgereinheit 2 zur Kontaktierung eines Batteriemoduls 18 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht. Die Modulträgereinheit 2 umfasst hierbei eine elektrisch leitfähige Trägerplatte 4, die einen inneren Bereich 4b und einen Randbereich 4a aufweist. In dem Randbereich 4a, der sich vorliegend rahmenartig um den inneren Bereich 4b erstreckt, sind vorliegend jeweils gegenüberliegend voneinander zwei Anschlüsse 6 zur Kontaktierung der Pole 12,14 eines Batteriemoduls 18 angeordnet. Die Anschlüsse 6 können in Form von Steckverbindungen, Schraubverbindungen, Quetschverbindungen, Schweißverbindungen, Lötverbindungen oder dergleichen gebildet sein und eine formschlüssige, kraftschlüssige oder stoffschlüssige Verbindung der Trägerplatte 4 bzw. der Modulträgereinheit 2 an die Pole 12, 14 eines Batteriemoduls 18 ermöglichen. Alternativ oder kumulativ zu einer Anordnung der Anschlüsse 6 in den Randbereichen 4a der Trägerplatte 4 ist auch eine Integration der Anschlüsse 6 außerhalb der Randbereiche 4a und/oder innerhalb der gegenständlichen Trägerplatte 4 denkbar. 1a shows a schematic representation of a module carrier unit according to the invention 2nd for contacting a battery module 18th according to a first embodiment in a plan view. The module carrier unit 2nd includes an electrically conductive carrier plate 4th that have an inner area 4b and an edge area 4a having. In the edge area 4a , which here is frame-like around the inner area 4b extends, in the present case two connections are located opposite each other 6 for contacting the poles 12, 14 of a battery module 18th arranged. The connections 6 can be formed in the form of plug connections, screw connections, crimp connections, welded connections, soldered connections or the like and a positive, non-positive or material connection of the carrier plate 4th or the module carrier unit 2nd to the poles 12th , 14 a battery module 18th enable. Alternatively or cumulatively to an arrangement of the connections 6 in the marginal areas 4a the carrier plate 4th is also an integration of the connections 6 outside the edge areas 4a and / or within the subject carrier plate 4th conceivable.

1 b zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Modulträgereinheit 2 gemäß 1a in einer Schnittansicht entlang der Schnittlinie I-I. Der vorliegend im Inneren angeordnete elektrisch leitfähige Kern 10 kann insbesondere mindestens teilweise aus einem Kupfer-, zumindest teilweise aus einem Aluminium- oder zumindest teilweise aus einem Eisenwerkstoff gebildet sein und ist hierbei unmittelbar mit den Anschlüssen 6 elektrisch leitend verbunden. Die um den elektrisch leitfähigen Kern 10 herum angeordnete Isolation kann vorzugsweise in Form eines Kunststoffes, einer Keramik oder dergleichen gebildet sein und beispielsweise als Isolationsschicht 8, als Isolationslack, als Isolationsfolie, als Isolationsfarbe oder dergleichen ausgeführt sein. 1 b shows a schematic representation of the module carrier unit according to the invention 2nd according to 1a in a sectional view along the cutting line II . The electrically conductive core arranged in the present case 10th can in particular at least partially from a copper, at least partially from an aluminum or at least partially be made of an iron material and is directly connected to the connections 6 electrically connected. The one around the electrically conductive core 10th Insulation arranged around may preferably be in the form of a plastic, a ceramic or the like and for example as an insulation layer 8th , as an insulating varnish, as an insulating film, as an insulating paint or the like.

2a zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Modulträgereinheit 2 zur Kontaktierung eines Batteriemoduls 18 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht. Gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Modulträgereinheit 2 weist diese vorliegend drei in den Randbereichen 4a der Trägerplatte 4 angeordnete Anschlüsse 6 auf, von denen zwei auf einander gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind. 2a shows a schematic representation of the module carrier unit according to the invention 2nd for contacting a battery module 18th according to a second embodiment in a plan view. According to this second exemplary embodiment of the module carrier unit according to the invention 2nd In the present case, it has three in the edge areas 4a the carrier plate 4th arranged connections 6 on, two of which are arranged on opposite sides.

2b zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Modulträgereinheit 2 zur Kontaktierung eines Batteriemoduls 18 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht. Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel umfasst die erfindungsgemäße Modulträgereinheit 2 vier in den Randbereichen 4a der Trägerplatte 4 angeordnete Anschlüsse 6 zur Kontaktierung der Pole 12, 14 eines Batteriemoduls 18, von denen vorliegend jeweils zwei auf gegenüberliegenden Seiten der Trägerplatte 4 angeordnet sind. Je mehr Anschlüsse 6 zur Kontaktierung der Pole 12, 14 eines Batteriemoduls 18 auf der gegenständlichen Trägerplatte 4 angeordnet sind und je gleichmäßiger diese auf den Randbereichen 4a verteilt sind, desto flexibler sind die jeweiligen Verschaltungsmöglichkeiten mit einem der Batteriepole 12, 14 der betreffenden Batteriemodule 18. 2 B shows a schematic representation of a module carrier unit according to the invention 2nd for contacting a battery module 18th according to a third embodiment in a plan view. According to the third exemplary embodiment, the module carrier unit according to the invention comprises 2nd four in the marginal areas 4a the carrier plate 4th arranged connections 6 for contacting the poles 12th , 14 a battery module 18th , in the present case two each on opposite sides of the carrier plate 4th are arranged. The more connections 6 for contacting the poles 12th , 14 a battery module 18th on the carrier plate in question 4th are arranged and the more uniform these on the edge areas 4a distributed, the more flexible the respective connection options with one of the battery poles 12th , 14 the battery modules concerned 18th .

3a zeigt eine schematische Darstellung der Anordnung eines Batteriemoduls 18 gemäß einer ersten Ausführung auf einer erfindungsgemäßen Modulträgereinheit 2 zur Kontaktierung eines Batteriemoduls 18. Das Batteriemodul 18 ist gemäß 3a im inneren Bereich 4b der Trägerplatte 4 angeordnet und weist zwei, vorliegend auf derselben Seite des Batteriemoduls 18 angeordnete Verbindungselemente 16 zur Verbindung der Pole 12, 14 des Batteriemoduls 18 mit den Polen 12, 14 eines oder mehrerer Batteriemodule 18 auf. Die Verbindungsmittel 16 können vorzugsweise als Zellverbinder oder dergleichen gebildet und vorteilhafterweise zumindest teilweise flexibel ausgeführt sein. Bei der gegenständlichen Anordnung der Pole 12, 14 des Batteriemoduls 18 ist eine erfindungsgemäße indirekte Verschaltung mit den Polen 12, 14 eines weiteren Moduls 18 über die Trägerplatte 4 bzw. die erfindungsgemäße Modulträgereinheit 2 nicht notwendig, da die Pole 12, 14 beide an derselben Seite des Moduls 18 angeordnet sind und somit auf einfache Weise mit einem weiteren daneben anordenbaren Batteriemodul 18 verschaltet werden können. 3a shows a schematic representation of the arrangement of a battery module 18th according to a first embodiment on a module carrier unit according to the invention 2nd for contacting a battery module 18th . The battery module 18th is according to 3a in the inner area 4b the carrier plate 4th arranged and has two, in the present case on the same side of the battery module 18th arranged fasteners 16 to connect the poles 12th , 14 of the battery module 18th with the poles 12th , 14 one or more battery modules 18th on. The lanyard 16 can preferably be formed as a cell connector or the like and advantageously be at least partially flexible. With the objective arrangement of the poles 12th , 14 of the battery module 18th is an indirect connection according to the invention with the poles 12th , 14 another module 18th over the carrier plate 4th or the module carrier unit according to the invention 2nd not necessary since the poles 12th , 14 both on the same side of the module 18th are arranged and thus in a simple manner with another battery module that can be arranged next to it 18th can be connected.

3b zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung eines Batteriemoduls 18 gemäß einer zweiten Ausführung auf einer erfindungsgemäßen Modulträgereinheit 2 zur Kontaktierung eines Batteriemoduls 18. Das Batteriemodul 18 der zweiten Ausführung weist ebenfalls zwei auf der Oberseite des Batteriemoduls 18 herausgeführte Pole 12, 14 auf, die jedoch auf unterschiedlichen Seiten des Batteriemoduls 18 angeordnet sind. Bei einer solchen Ausführung ist es sinnvoll, beispielsweise den vorliegend als Minuspol gebildeten Pol 14 mit einem Verbindungsmittel 16 über einen Anschluss 6 mit der Trägerplatte 4 zu verbinden, sodass die Trägerplatte 4 auf dem gleichen Potential wie der Minuspol 14 des Batteriemoduls 18 liegt und eine Verschaltung des Minuspols 14 des Batteriemoduls 18 mit einem Pol 12, 14 eines weiteren Batteriemoduls 18 auf einfache Weise über die Trägerplatte 4 erfolgen kann. Eine solche elektrische Verbindung kann dann über ein weiteres vorliegend neben dem Pluspol 12 angeordnetes Verbindungsmittel 16 erfolgen. Der Pluspol 12 liegt bereits auf der richtigen Seite, sodass eine Verbindung über ein Verbindungsmittel 16 direkt an diesem angeordnet werden kann. 3b shows a schematic representation of an arrangement of a battery module 18th according to a second embodiment on a module carrier unit according to the invention 2nd for contacting a battery module 18th . The battery module 18th the second embodiment also has two on the top of the battery module 18th led poles 12th , 14 on, however, on different sides of the battery module 18th are arranged. In such an embodiment, it makes sense, for example, the pole formed here as a negative pole 14 with a lanyard 16 via a connection 6 with the carrier plate 4th to connect so that the support plate 4th at the same potential as the negative pole 14 of the battery module 18th lies and an interconnection of the negative pole 14 of the battery module 18th with one pole 12th , 14 of another battery module 18th in a simple way via the carrier plate 4th can be done. Such an electrical connection can then be present via a further one next to the positive pole 12th arranged connecting means 16 respectively. The plus pole 12th is already on the right side, so a connection via a lanyard 16 can be arranged directly on this.

Auf diese Weise ist es möglich, die Verwendung langer Verbindungsmittel 16 zur elektrischen Verbindung der Pole 12, 14 von Batteriemodulen 18 zu vermeiden und eine Verschaltung lediglich über kurze und kompakte an der Trägerplatte 4 angeordnete Verbindungsmittel 16 durchzuführen. Hierdurch wird nicht nur unnötiges Gewicht für lange Verbindungsmittel 16 eingespart, sondern auch eine einfachere, langlebigere und effizientere Art einer elektrischen Verbindung verschiedener Batteriemodule 18 geschaffen.In this way it is possible to use long lanyards 16 for the electrical connection of the poles 12th , 14 of battery modules 18th to avoid and interconnection only via short and compact on the carrier plate 4th arranged connecting means 16 perform. This not only makes unnecessary weight for long lanyards 16 saved, but also a simpler, more durable and more efficient way of electrical connection of different battery modules 18th created.

4a zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung eines Batteriemoduls 18 gemäß einer dritten Ausführung auf einer erfindungsgemäßen Modulträgereinheit 2 zur Kontaktierung eines Batteriemoduls 18. Gemäß der vorliegenden Ausführung umfasst das Batteriemodul 18 Schraubbolzen 20 und Hülsen 20', in die die Schraubbolzen eingeführt werden, über die das Batteriemodul 18 vorliegend mit der Träger- oder Bodenplatte verschraubt wird und über die hier ebenfalls eine Kontaktierung erfolgen kann. Vorliegend ist hierbei einer der Schraubbolzen 20 über die Hülse 20' und die im Inneren des Batteriemoduls 18 angeordnete letzte der Batteriezellen 28 über die Verbindung 21 mit dem Minuspol 14 des Batteriemoduls 18 verbunden, sodass gemäß dieser Ausführung eine Verschaltung bzw. Kontaktierung des Batteriemoduls 18 mit der Trägerplatte 4 über eine elektrische Verbindung der Trägerplatte 4 mit dem betreffenden Schraubbolzen 20 erfolgen kann. Eine solche elektrische Verbindung erfordert einen Schraubbolzen mit einer vergrößerten Kontaktfläche am Modulboden. Diese Kontaktfläche wird gegen die Trägerplatte geschraubt, die in diesem Aufnahmebereich nicht isoliert sein darf. Durch die Schraubverbindung wird die erforderliche Kraft zur sicheren elektrischen Kontaktierung aufgebracht 4a shows a schematic representation of an arrangement of a battery module 18th according to a third embodiment on a module carrier unit according to the invention 2nd for contacting a battery module 18th . According to the present embodiment, the battery module comprises 18th Bolts 20th and sleeves 20 ' into which the bolts are inserted, through which the battery module 18th is screwed in the present case to the carrier or base plate and via which contact can also be made here. Here is one of the bolts 20th over the sleeve 20 ' and the inside of the battery module 18th arranged last of the battery cells 28 about the connection 21 with the negative pole 14 of the battery module 18th connected, so that according to this embodiment, an interconnection or contacting of the battery module 18th with the carrier plate 4th via an electrical connection of the carrier plate 4th with the relevant bolt 20th can be done. Such an electrical connection requires one Bolts with an enlarged contact area on the module base. This contact surface is screwed against the carrier plate, which must not be insulated in this receiving area. The screw connection provides the necessary force for safe electrical contacting

4b zeigt das Batteriemodul 18 gemäß 4a in einer um 180° um die Längsseite gedrehte Darstellung, in der der Boden des Batteriemoduls 18 in einer Teildraufsicht dargestellt wird. In den Boden eingelassen erkennt man die Öffnungen bzw. Gewinde der Schraubbolzen 20, die vorzugsweise zur Kontaktierung der Trägerplatte 4 dienen können, indem elektrisch leitfähige Befestigungsmittel, wie Niete, Schrauben oder Bolzen durch die (hier nicht dargestellte) Trägerplatte 4 hindurch in die Öffnungen bzw. Gewinde der Schraubbolzen 20 geschraubt oder andersartig eingeführt und befestigt werden. Eine Verbindung erfolgt vorliegend dann über die Öffnung bzw. das Gewinde des gekennzeichneten Schraubbolzens, der im Inneren des Batteriemoduls 18 über eine Schraubhülse mit dem Minuspol 14 des Batteriemoduls 18 verbunden ist. 4b shows the battery module 18th according to 4a in a view rotated by 180 ° around the long side, in which the bottom of the battery module 18th is shown in a partial top view. Recessed in the floor you can see the openings or threads of the bolts 20th , which preferably for contacting the carrier plate 4th can serve by electrically conductive fasteners, such as rivets, screws or bolts through the carrier plate (not shown here) 4th into the openings or threads of the bolts 20th screwed or otherwise inserted and fastened. A connection is then made in the present case via the opening or the thread of the marked screw bolt, which is located inside the battery module 18th via a screw sleeve with the negative pole 14 of the battery module 18th connected is.

5 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems 1 zur Verschaltung von Batteriemodulen 18 in einer Draufsicht. Das System 1 weist hierbei eine Bodeneinheit 22 auf, die zur Aufnahme von Modulträgereinheiten 2 ausgebildet ist und vorzugsweise in Form eines Batteriebodens oder dergleichen gebildet ist. Die Bodeneinheit 22 kann sowohl elektrisch leitend, als auch elektrisch nicht leitend bzw. isolierend ausgeführt sein. Auf der Bodeneinheit 22 sind vorliegend insgesamt zehn nebeneinander angeordnete Ausnehmungen 26 zur Aufnahme von Modulträgereinheiten 2 angeordnet. Die Ausnehmungen 26 sind hierbei vorliegend elektrisch nicht leitend gebildet und isolieren die Bodeneinheit 22 elektrisch von den Modulträgereinheiten 2. In den bzw. auf den Ausnehmungen 26 sind die Trägerplatten 4 vorliegend sandwichartig zwischen der Bodeneinheit 22 bzw. den Ausnehmungen 26 und den Batteriemodulen 18 angeordnet. Im Rahmen einer kompakten Anordnung könnend die Ausnehmungen 26 ferner auch derart gebildet und an die Trägerplatten 4 angepasst sein, dass die Trägerplatten 4 flächenbündig in die Ausnehmungen 26 eingesetzt werden können. 5 shows a schematic representation of a system according to the invention 1 for connecting battery modules 18th in a top view. The system 1 has a floor unit 22 on that to accommodate module carrier units 2nd is formed and is preferably formed in the form of a battery base or the like. The ground unit 22 can be both electrically conductive and electrically non-conductive or insulating. On the floor unit 22 there are a total of ten recesses arranged side by side 26 to accommodate module carrier units 2nd arranged. The recesses 26 are in this case electrically non-conductive and insulate the floor unit 22 electrically from the module carrier units 2nd . In the or on the recesses 26 are the carrier plates 4th here sandwiched between the floor unit 22 or the recesses 26 and the battery modules 18th arranged. In a compact arrangement, the recesses 26 also formed in this way and to the carrier plates 4th be adapted to the carrier plates 4th flush in the recesses 26 can be used.

Mittels des erfindungsgemäßen Systems wird eine flexible Verschaltung von Batteriemodulen 18 mit kurzen Verschaltungswegen unabhängig von der Anordnung der Pole 12, 14 der jeweiligen Batteriemodule 18 gewährleistet, was insbesondere eine flexible Auswahl von Batteriemodulen 18 unter Beibehaltung einer robusten, kostengünstigen und energieeffizienten Ausführung ermöglicht.The system according to the invention enables flexible interconnection of battery modules 18th with short connection paths regardless of the arrangement of the poles 12th , 14 of the respective battery modules 18th ensures what in particular a flexible selection of battery modules 18th while maintaining a robust, cost-effective and energy-efficient design.

Neben einer Kontaktierung und Verschaltung von Batteriemodulen 18 können mittels des vorliegenden Systems 1 darüber hinaus auch andere Energiespeicher, wie Kondensatoren, Brennstoffzellen, Solarzellen oder dergleichen auf den Modulträgereinheiten 2 angeordnet sein und miteinander und/oder mit Batteriemodulen 18 verschaltet werden.In addition to contacting and interconnecting battery modules 18th can by means of the present system 1 in addition, other energy stores, such as capacitors, fuel cells, solar cells or the like on the module carrier units 2nd be arranged and with each other and / or with battery modules 18th can be connected.

6 zeigt eine schematische Darstellung eines Teilausschnitts des erfindungsgemäßen Systems 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, umfassend einen Kühlmittelkanal 24 zur effektiven Wärmeabführung. Der im Inneren der Bodeneinheit 22 angeordnete Kühlmittelkanal 24 ist vorliegend unmittelbar unterhalb der Modulträgerplatte 4 angeordnet, um eine möglichst effiziente Kühlung bzw. Abführung von während der Stromübertragung erzeugten Wärme zu gewährleisten. Zur elektrischen Isolation zwischen der Trägerplatte 4 und dem Kühlmittelkanal 24, kann der Kühlmittelkanal 24 entweder mittels einer Isolationsschicht 8 von der Trägerplatte 4 isoliert werden oder mittels eines zwar thermisch leitfähigen aber elektrisch nicht leitfähigen Kühlmittel, wie eines thermisch leitfähigen Öls oder dergleichen betrieben werden. Im Hinblick auf eine effiziente Kühlung kann der Kühlmittelkanal 24 ferner vorzugsweise Strömungsleitvorrichtung zur Strömungsführung aufweisen, um die bei der Stromübertragung entstehende Wärme möglichst gleichmäßig aus den Batteriemodulen18 bzw. dem gegenständlichen System 1 abführen zu können. 6 shows a schematic representation of a partial section of the system according to the invention 1 according to a second embodiment, comprising a coolant channel 24th for effective heat dissipation. The inside of the floor unit 22 arranged coolant channel 24th is in the present case immediately below the module carrier plate 4th arranged to ensure the most efficient cooling or dissipation of heat generated during power transmission. For electrical insulation between the carrier plate 4th and the coolant channel 24th , the coolant channel 24th either by means of an insulation layer 8th from the carrier plate 4th be isolated or operated by means of a thermally conductive but electrically non-conductive coolant, such as a thermally conductive oil or the like. With regard to efficient cooling, the coolant channel can 24th further preferably have flow guiding devices for flow guidance in order to distribute the heat generated during the power transmission as evenly as possible from the battery modules 18 or the system in question 1 to be able to dissipate.

BezugszeichenlisteReference list

11
System zur Verschaltung von BatteriemodulenSystem for the interconnection of battery modules
22nd
ModulträgereinheitModule carrier unit
44th
TrägerplatteCarrier plate
4a4a
RandbereichEdge area
4b4b
Innerer BereichInner area
66
Anschlüsseconnections
88th
IsolationsschichtInsulation layer
1010th
Kerncore
1212th
PluspolPositive pole
1414
MinuspolNegative pole
1616
VerbindungsmittelLanyard
1818th
BatteriemodulBattery module
2020th
SchraubbolzenBolts
20'20 '
HülseSleeve
2121
Verbindungconnection
2222
BodeneinheitGround unit
24 24th
KühlmittelkanalCoolant channel
2626
AussparungenRecesses
2828
BatteriezellenBattery cells

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102014204245 A1 [0002]DE 102014204245 A1 [0002]
  • DE 102014217119 A1 [0003]DE 102014217119 A1 [0003]

Claims (10)

Modulträgereinheit (2) zur Kontaktierung eines Batteriemoduls (18), umfassend - eine elektrisch leitfähige Trägerplatte (4) zur Aufnahme des Batteriemoduls (18), - eine Mehrzahl von Anschlüssen (6) zur Kontaktierung der Pole (12, 14) eines Batteriemoduls (18), - wobei die Anschlüsse (6) derart an der Trägerplatte (4) angeordnet sind, dass die Länge der Verbindungswege zur elektrischen Verbindung der Pole (12, 14) des Batteriemoduls (18) mit den Polen (12, 14) eines weiteren Batteriemoduls (18) unabhängig von der Anordnung der Pole (12, 14) der zu verbindenden Batteriemodule (18) minimierbar ist.Module carrier unit (2) for contacting a battery module (18), comprising - an electrically conductive carrier plate (4) for receiving the battery module (18), - a plurality of connections (6) for contacting the poles (12, 14) of a battery module (18), - The connections (6) are arranged on the carrier plate (4) such that the length of the connecting paths for the electrical connection of the poles (12, 14) of the battery module (18) to the poles (12, 14) of a further battery module (18 ) can be minimized regardless of the arrangement of the poles (12, 14) of the battery modules (18) to be connected. Modulträgereinheit (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (4) einen elektrisch leitfähigen Kern (10) und eine um den Kern (10) herum angeordnete Isolationsschicht (8) aufweist.Module carrier unit (2) after Claim 1 characterized in that the carrier plate (4) has an electrically conductive core (10) and an insulation layer (8) arranged around the core (10). Modulträgereinheit (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (6) innerhalb eines Randbereichs (4a) der Trägerplatte (4) angeordnet sind.Module carrier unit (2) after Claim 1 or 2nd , characterized in that the connections (6) are arranged within an edge region (4a) of the carrier plate (4). Modulträgereinheit (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (6) zumindest teilweise auf einander gegenüberliegenden Seiten der Trägerplatte (4) angeordnet sind.Module carrier unit (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the connections (6) are at least partially arranged on opposite sides of the carrier plate (4). Modulträgereinheit (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (6) derart ausgebildet sind, dass eine lösbare elektrische Verbindung zwischen Batteriepolen (12, 14) und den Anschlüssen (6) herstellbar ist.Module carrier unit (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the connections (6) are designed such that a releasable electrical connection between the battery poles (12, 14) and the connections (6) can be established. System (1) zur Verschaltung von Batteriemodulen (18), umfassend - eine Bodeneinheit (22) zur Aufnahme von Modulträgereinheiten (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, - eine Mehrzahl von Modulträgereinheiten (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, - eine Mehrzahl von auf den Modulträgereinheiten (2) angeordneten Batteriemodulen (18).System (1) for connecting battery modules (18), comprising - a base unit (22) for receiving module carrier units (2) according to one of the Claims 1 to 5 , - A plurality of module support units (2) according to one of the Claims 1 to 5 , - A plurality of battery modules (18) arranged on the module carrier units (2). System (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodeneinheit (22) elektrisch isolierte Aussparungen (26) zur Aufnahme der Modulträgereinheiten (2) aufweist.System (1) according to Claim 6 , characterized in that the base unit (22) has electrically insulated cutouts (26) for receiving the module carrier units (2). System (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (26) in Form von Ausnehmungen zur flächenbündigen Aufnahme der Modulträgereinheiten (2) gebildet sind.System (1) according to Claim 7 , characterized in that the recesses (26) are formed in the form of recesses for the flush mounting of the module carrier units (2). System (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodeneinheit (22) einen Kühlmittelkanal (24) zur Kühlung der Modulträgerplatten (4) aufweist.System (1) according to one of the Claims 6 to 8th , characterized in that the base unit (22) has a coolant channel (24) for cooling the module carrier plates (4). Verfahren zur Kontaktierung von Batteriemodulen (18), umfassend die Schritte: - Herstellen einer ersten elektrischen Verbindung zwischen einem ersten Pol (12, 14) eines ersten Batteriemoduls (18) und einer Modulträgereinheit (2), - Herstellen einer zweiten elektrischen Verbindung zwischen einem zweiten Pol (12, 14) des ersten Batteriemoduls (18) und einem ersten Pol (12, 14) eines zweiten Batteriemoduls (18), - Herstellen einer dritten elektrischen Verbindung zwischen dem ersten Pol des ersten Batteriemoduls (18) und einem zweiten Pol (12, 14) des zweiten Batteriemoduls (18) über zumindest eine Modulträgereinheit (2), um die Länge eines Verbindungsweges der elektrischen Verbindung zwischen dem ersten Pol (12, 14) des ersten Batteriemoduls (18) und dem zweiten Pol (12, 14) des zweiten Batteriemoduls (18) unabhängig von der Anordnung der Pole der zu verbindenden Batteriemodule (18) zu minimieren.Method for contacting battery modules (18), comprising the steps: - Establishing a first electrical connection between a first pole (12, 14) of a first battery module (18) and a module carrier unit (2), - Establishing a second electrical connection between a second pole (12, 14) of the first battery module (18) and a first pole (12, 14) of a second battery module (18), - Establishing a third electrical connection between the first pole of the first battery module (18) and a second pole (12, 14) of the second battery module (18) via at least one module carrier unit (2) by the length of a connection path of the electrical connection between the first Minimize the pole (12, 14) of the first battery module (18) and the second pole (12, 14) of the second battery module (18) regardless of the arrangement of the poles of the battery modules (18) to be connected.
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