DE102018124367A1 - Battery system and method for the electrical interconnection of battery modules of a battery system - Google Patents

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Andreas Lemke
Bastian Schaar
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriesystem (1), aufweisend eine erste Systembasisvorrichtung (2) zur Aufnahme einer Mehrzahl von Batteriemodulen (3) und eine Mehrzahl von Batteriemodulen (3), wobei die Batteriemodule (3) auf der ersten Systembasisvorrichtung (2) angeordnet sind, wobei die Batteriemodule (3) jeweils ein erstes Kontaktelement (4) aufweisen und über das erste Kontaktelement (4) mit einer ersten Leiterbahn (5) der ersten Systembasisvorrichtung (2) elektrisch gekoppelt sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum elektrischen Verschalten von Batteriemodulen (3) eines Batteriesystems (1).The invention relates to a battery system (1), comprising a first system base device (2) for receiving a plurality of battery modules (3) and a plurality of battery modules (3), the battery modules (3) being arranged on the first system base device (2) The battery modules (3) each have a first contact element (4) and are electrically coupled to a first conductor track (5) of the first system base device (2) via the first contact element (4). The invention further relates to a method for the electrical connection of battery modules (3) of a battery system (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriesystem, aufweisend eine erste Systembasisvorrichtung zur Aufnahme einer Mehrzahl von Batteriemodulen und eine Mehrzahl von Batteriemodulen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum elektrischen Verschalten von Batteriemodulen eines Batteriesystems.The present invention relates to a battery system, comprising a first system base device for receiving a plurality of battery modules and a plurality of battery modules. The invention further relates to a method for electrically interconnecting battery modules of a battery system.

Batteriesysteme weisen üblicherweise eine Mehrzahl von Batteriemodulen auf, welche miteinander verschaltet sind, beispielsweise in einer Reihen-, Parallelschaltung oder einer Kombination aus Reihen- und Parallelschaltungen. Zum Verschalten der Batteriemodule werden in der Regel elektrische Koppelelemente verwendet, welche mit den Batteriemodulen elektrisch gekoppelt werden.Battery systems usually have a plurality of battery modules which are connected to one another, for example in a series, parallel connection or a combination of series and parallel connections. Electrical coupling elements, which are electrically coupled to the battery modules, are generally used to connect the battery modules.

Eine alternative Möglichkeit der Verschaltung von Batteriemodulen ist aus der DE 10 2014 204 245 A1 bekannt. Zum Verschalten sind die Batteriemodule zu einem Stack zusammengefasst. Hierbei stehen Elektroden benachbarter Batteriemodule miteinander in gegenseitigem Kontakt. Über Rahmenelemente wird der Stack aus Batteriemodulen zusammengehalten. Die DE 10 2014 217 119 A1 offenbart ein Batteriesystem bei welchem einzelne Batteriemodule in Aufnahmen einer Rahmenvorrichtung angeordnet sind. Über spezielle, separat an der Rahmenvorrichtung angeordnete Modulverbinder werden die einzelnen Batteriemodule miteinander verschaltet.An alternative way of interconnecting battery modules is from the DE 10 2014 204 245 A1 known. The battery modules are combined into a stack for interconnection. Here electrodes of adjacent battery modules are in mutual contact with one another. The stack of battery modules is held together by frame elements. The DE 10 2014 217 119 A1 discloses a battery system in which individual battery modules are arranged in receptacles of a frame device. The individual battery modules are interconnected via special module connectors arranged separately on the frame device.

Bekannte Batteriesysteme und Verfahren zum elektrischen Verschalten von Batteriemodulen eines Batteriesystems haben den Nachteil, dass das Verschalten der Batteriemodule nur mit einem verhältnismäßig hohen Montageaufwand und oftmals in Handarbeit erfolgt. Dies führt zu relativ langen Montagezeiten und somit zu verhältnismäßig hohen Montagekosten.Known battery systems and methods for the electrical interconnection of battery modules of a battery system have the disadvantage that the interconnection of the battery modules takes place only with a relatively high outlay on assembly and often by hand. This leads to relatively long assembly times and thus to relatively high assembly costs.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einem Batteriesystem mit mehreren miteinander verschalteten Batteriemodulen sowie einem Verfahren zum elektrischen Verschalten von Batteriemodulen eines Batteriesystems zu beheben oder zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Batteriesystem und ein Verfahren zum elektrischen Verschalten von Batteriemodulen eines Batteriesystems zu schaffen, die auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise aufwendige Verschaltungsprozesse, insbesondere in Handarbeit, vermeiden und somit ein verhältnismäßig schnelles sowie zuverlässiges Verschalten der Batteriemodule gewährleisten.It is therefore an object of the present invention to remedy or at least partially remedy the disadvantages described above in a battery system with a plurality of battery modules connected to one another and a method for electrically connecting battery modules of a battery system. In particular, it is an object of the present invention to provide a battery system and a method for the electrical interconnection of battery modules of a battery system which avoid complex interconnection processes, in particular by hand, in a simple and inexpensive manner and thus ensure a relatively fast and reliable interconnection of the battery modules .

Voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Demnach wird die Aufgabe durch eine Batteriesystem mit einer ersten Systembasisvorrichtung zur Aufnahme einer Mehrzahl von Batteriemodulen und einer Mehrzahl von Batteriemodulen mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum elektrischen Verschalten von Batteriemodulen eines Batteriesystems mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 9 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Batteriesystem beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.The above object is solved by the claims. Accordingly, the object is achieved by a battery system with a first system base device for accommodating a plurality of battery modules and a plurality of battery modules with the features of independent claim 1, and by a method for electrically interconnecting battery modules of a battery system with the features of independent claim 9. Further features and details of the invention emerge from the subclaims, the description and the drawings. Features and details that are described in connection with the battery system according to the invention also apply, of course, in connection with the method according to the invention and vice versa, so that with regard to the disclosure of the individual aspects of the invention, reference is always or can be made to one another.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Batteriesystem gelöst. Das Batteriesystem weist eine erste Systembasisvorrichtung zur Aufnahme einer Mehrzahl von Batteriemodulen auf. Ferner weist das Batteriesystem eine Mehrzahl von Batteriemodulen auf, wobei die Batteriemodule auf der ersten Systembasisvorrichtung angeordnet sind. Erfindungsgemäß weisen die Batteriemodule jeweils ein erstes Kontaktelement auf und sind über das erste Kontaktelement mit einer ersten Leiterbahn der ersten Systembasisvorrichtung elektrisch gekoppelt.According to a first aspect of the invention, the object is achieved by a battery system. The battery system has a first system base device for receiving a plurality of battery modules. Furthermore, the battery system has a plurality of battery modules, the battery modules being arranged on the first system base device. According to the invention, the battery modules each have a first contact element and are electrically coupled to a first conductor track of the first system base device via the first contact element.

Die erste Systembasisvorrichtung ist ausgebildet, die Batteriemodule aufzunehmen. Vorzugsweise ist die erste Systembasisvorrichtung ausgebildet, die Batteriemodule in einer definierten relativen Lage zueinander zu halten. Daher ist es bevorzugt, dass die erste Systembasisvorrichtung eine derartige Steifigkeit aufweist, dass diese durch die Gewichtskraft der Batteriemodule nicht durchbiegt. Es ist weiter bevorzugt, dass die erste Systembasisvorrichtung einen elektrischen Isolator aufweist und derart ausgebildet ist, dass ein Kurzschluss der Batteriemodule vermieden wird. Ferner bevorzugt weist die erste Systembasisvorrichtung eine Ausrichtmarkierung und/oder ein Ausrichtelement zum Ausrichten eines Batteriemoduls beim Anordnen auf der ersten Systembasisvorrichtung auf. Das Ausrichtelement kann beispielsweise als Vertiefung entsprechend äußerer Abmessungen des Batteriemoduls oder Anschlagelement zum Anlegen des Batteriemoduls ausgebildet sein. Überdies ist die erste Systembasisvorrichtung vorzugsweise derart ausgebildet, dass die auf der ersten Systembasisvorrichtung angeordneten Batteriemodule einen Abstand zueinander aufweisen. Auf diese Weise wird ein direkter Stromfluss von einem Batteriemodul zu einem benachbarten Batteriemodul verhindert.The first system base device is designed to accommodate the battery modules. The first system base device is preferably designed to hold the battery modules in a defined relative position to one another. It is therefore preferred that the first system base device has such a stiffness that it does not deflect due to the weight of the battery modules. It is further preferred that the first system base device has an electrical insulator and is designed such that a short circuit of the battery modules is avoided. Furthermore, the first system base device preferably has an alignment mark and / or an alignment element for aligning a battery module when arranged on the first system base device. The alignment element can be designed, for example, as a depression corresponding to the external dimensions of the battery module or a stop element for fitting the battery module. In addition, the first system base device is preferably designed such that the battery modules arranged on the first system base device are spaced apart from one another. In this way, a direct current flow from one battery module to an adjacent battery module is prevented.

Die Batteriemodule sind vorzugsweise quaderförmig ausgebildet und weisen das erste Kontaktelement auf. Das erste Kontaktelement ist vorzugsweise als elektrischer Pol des Batteriemoduls ausgebildet. Vorzugsweise weisen die Batteriemodule darüber hinaus ein zweites Kontaktelement auf, wobei das zweite Kontaktelement vorzugsweise als ein zum ersten Kontaktelement entgegengesetzter elektrischer Pol des Batteriemoduls ausgebildet ist. Das erste Kontaktelement ist beispielsweise als Anode und das zweite Kontaktelement als Kathode ausgebildet oder umgekehrt. Das erste Kontaktelement und das zweite Kontaktelement sind zum Verschalten der Batteriemodule ausgebildet. The battery modules are preferably cuboid and have the first contact element. The first contact element is preferably designed as an electrical pole of the battery module. In addition, the battery modules preferably have a second contact element, the second contact element preferably being designed as an electrical pole of the battery module opposite the first contact element. The first contact element is, for example, an anode and the second contact element is a cathode, or vice versa. The first contact element and the second contact element are designed to connect the battery modules.

Die erste Systembasisvorrichtung ist zur Aufnahme der Mehrzahl der Batteriemodule ausgebildet und weist zum elektrischen Verschalten der Batteriemodule die erste Leiterbahn auf. Die erste Leiterbahn weist ein elektrisch leitfähiges Material, vorzugsweise mit einer verhältnismäßig hohen elektrischen Leitfähigkeit, insbesondere Kupfer, Silber oder dergleichen, auf. Ein Bereich der ersten Systembasisvorrichtung abseits der ersten Leiterbahn ist vorzugsweise als elektrischer Isolator ausgebildet. Die erste Leiterbahn kann erfindungsgemäß kontinuierlich oder segmentiert ausgebildet sein. Bei einer segmentierten Ausbildung weist die erste Leiterbahn derartige Unterbrechungen auf, dass einzelne Segmente der ersten Leiterbahn elektrisch voneinander getrennt sind. Mittels einer derartigen ersten Systembasisvorrichtung sind beispielsweise Reihenschaltungen und/oder Parallelschaltungen der Batteriemodule realisierbar.The first system base device is designed to accommodate the plurality of battery modules and has the first conductor track for the electrical connection of the battery modules. The first conductor track has an electrically conductive material, preferably with a relatively high electrical conductivity, in particular copper, silver or the like. A region of the first system base device apart from the first conductor track is preferably designed as an electrical insulator. According to the invention, the first conductor track can be continuous or segmented. In the case of a segmented design, the first conductor track has interruptions such that individual segments of the first conductor track are electrically separated from one another. Such a first system base device can be used, for example, to implement series connections and / or parallel connections of the battery modules.

Bei einer Reihenschaltung ist die erste Leiterbahn vorzugsweise segmentiert ausgebildet. Das erste Kontaktelement eines ersten Batteriemoduls kontaktiert ein Segment der ersten Leiterbahn und ist somit mit diesem elektrisch gekoppelt. Ein zweites Kontaktelement eines zweiten Batteriemoduls, insbesondere eines dem ersten Batteriemodul benachbarten zweiten Batteriemoduls, kontaktiert dasselbe Segment der ersten Leiterbahn und ist somit mit diesem ebenfalls elektrisch gekoppelt. Auf diese Weise ist eine Reihenschaltung des ersten Batteriemoduls mit dem zweiten Batteriemodul realisiert.In the case of a series connection, the first conductor track is preferably designed in a segmented manner. The first contact element of a first battery module contacts a segment of the first conductor track and is thus electrically coupled to it. A second contact element of a second battery module, in particular a second battery module adjacent to the first battery module, contacts the same segment of the first conductor track and is thus also electrically coupled to it. In this way, the first battery module is connected in series with the second battery module.

Bei einer Parallelschaltung ist die erste Leiterbahn vorzugsweise kontinuierlich ausgebildet. Das erste Kontaktelement eines ersten Batteriemoduls kontaktiert die erste Leiterbahn und ist somit mit dieser elektrisch gekoppelt. Ein erstes Kontaktelement eines zweiten Batteriemoduls, insbesondere eines dem ersten Batteriemodul benachbarten zweiten Batteriemoduls, kontaktiert die erste Leiterbahn und ist somit mit dieser ebenfalls elektrisch gekoppelt. Überdies kontaktiert ein zweites Kontaktelement des ersten Batteriemoduls eine zweite Leiterbahn und ist somit mit dieser elektrisch gekoppelt. Die zweite Leiterbahn ist beispielsweise als Teil der ersten Systembasisvorrichtung ausgebildet. Ferner ist die zweite Leiterbahn von der ersten Leiterbahn elektrisch entkoppelt, insbesondere mittels eines zwischen der ersten Leiterbahn und der zweiten Leiterbahn angeordneten Isolators. Ein zweites Kontaktelement des zweiten Batteriemoduls kontaktiert die zweite Leiterbahn und ist somit mit dieser ebenfalls elektrisch gekoppelt. Auf diese Weise ist eine Parallelschaltung des ersten Batteriemoduls mit dem zweiten Batteriemodul realisiert.In the case of a parallel connection, the first conductor track is preferably continuous. The first contact element of a first battery module contacts the first conductor track and is thus electrically coupled to it. A first contact element of a second battery module, in particular a second battery module adjacent to the first battery module, contacts the first conductor track and is thus also electrically coupled to it. In addition, a second contact element of the first battery module contacts a second conductor track and is thus electrically coupled to it. The second conductor track is designed, for example, as part of the first system base device. Furthermore, the second conductor track is electrically decoupled from the first conductor track, in particular by means of an insulator arranged between the first conductor track and the second conductor track. A second contact element of the second battery module contacts the second conductor track and is thus also electrically coupled to it. In this way, the first battery module is connected in parallel with the second battery module.

Ein erfindungsgemäßes Batteriesystem hat gegenüber herkömmlichen Batteriesystem den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine elektrische Verschaltung beziehungsweise Kopplung der Batteriemodule, beispielsweise als Reihen- und/oder Parallelschaltung, realisiert ist. Ein Montageaufwand des Batteriesystems ist somit wesentlich reduziert. Auf diese Weise sind die Herstellungskosten deutlich geringer als bei herkömmlichen Batteriesystemen.A battery system according to the invention has the advantage over conventional battery systems that an electrical connection or coupling of the battery modules, for example as a series and / or parallel connection, is implemented with simple means and in a cost-effective manner. An assembly effort of the battery system is thus significantly reduced. In this way, the manufacturing costs are significantly lower than in conventional battery systems.

Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Batteriesystem vorgesehen sein, dass das erste Kontaktelement als Steckkontakt zum Einstecken in eine erste Kontaktaufnahme der ersten Systembasisvorrichtung ausgebildet ist. Der erste Steckkontakt ist vorzugsweise stiftförmig, insbesondere zylinderförmig, konisch und/oder hinterschnitten, ausgebildet. Vorzugsweise sind der erste Steckkontakt und die erste Kontaktaufnahme derart ausgebildet, eine gemeinsame Klickverbindung auszubilden, wobei die Klickverbindung ausgebildet ist, den ersten Steckkontakt an der ersten Kontaktaufnahme, insbesondere mittels eines Federelements oder eines Federabschnitts, gegen ein Herausrutschen zu sichern. Dies hat den Vorteil, dass eine Montage sowie ein Verschalten der Batteriemodule weiter verbessert ist, da Montage und Verschalten bereits über nur eine gemeinsame Montagerichtung des Batteriemoduls realisierbar sind.According to a preferred further development of the invention, it can be provided in a battery system that the first contact element is designed as a plug contact for plugging into a first contact of the first system base device. The first plug contact is preferably pin-shaped, in particular cylindrical, conical and / or undercut. Preferably, the first plug contact and the first contact are designed to form a common click connection, the click connection being designed to secure the first plug contact on the first contact, in particular by means of a spring element or a spring section, against slipping out. This has the advantage that assembly and interconnection of the battery modules is further improved, since assembly and interconnection can already be implemented using only one common assembly direction of the battery module.

Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass die erste Leiterbahn zum elektrischen Koppeln zumindest eines Teils der Batteriemodule zu einer Reihenschaltung ausgebildet ist, wobei die erste Leiterbahn mit einem ersten Kontaktelement eines ersten Batteriemoduls der Batteriemodule und einem zweiten Kontaktelement eines zweiten Batteriemoduls der Batteriemodule elektrisch gekoppelt ist. Wie bereits voranstehend erläutert, ist die erste Leiterbahn bei einer Reihenschaltung segmentiert ausgebildet. Das erste Kontaktelement des ersten Batteriemoduls kontaktiert ein Segment der ersten Leiterbahn und ist somit mit diesem elektrisch gekoppelt. Das zweite Kontaktelement des zweiten Batteriemoduls, welches insbesondere dem ersten Batteriemodul benachbart angeordnet ist, kontaktiert dasselbe Segment der ersten Leiterbahn und ist somit mit diesem ebenfalls elektrisch gekoppelt. Unter der Bezeichnung „zumindest eines Teils der Batteriemodule“ wird erfindungsgemäß auch verstanden, dass sämtliche Batteriemodule, insbesondere auf dieselbe Weise, in Reihe geschaltet sein können. Es kann auch vorgesehen sein, dass nur ein Teil der Batteriemodule in Reihe geschaltet ist. Hierbei ist es bevorzugt, dass die Batteriemodule in mehrere Gruppen zusammengefasst sind, wobei die Batteriemodule innerhalb dieser Gruppen in Reihe geschaltet sind. Die Gruppen können dann beispielsweise parallelgeschaltet werden. Eine solche Reihenschaltung ist mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise herstellbar. Somit sind der Montageaufwand und die Herstellungskosten des Batteriesystems reduziert.It is preferred according to the invention that the first conductor track is designed for the electrical coupling of at least part of the battery modules to form a series connection, the first conductor track being electrically coupled to a first contact element of a first battery module of the battery modules and a second contact element of a second battery module of the battery modules. As already explained above, the first conductor track is segmented in a series connection. The first contact element of the first battery module contacts a segment of the first conductor track and is thus electrically coupled to it. The second contact element of the second battery module, which is arranged in particular adjacent to the first battery module, contacts the same segment of the first conductor track and is therefore also electrically coupled to this. According to the invention, the term “at least part of the battery modules” is also understood to mean that all battery modules can be connected in series, in particular in the same way. It can also be provided that only some of the battery modules are connected in series. It is preferred here that the battery modules are combined in several groups, the battery modules being connected in series within these groups. The groups can then be connected in parallel, for example. Such a series connection can be produced using simple means and in a cost-effective manner. The assembly effort and the manufacturing costs of the battery system are thus reduced.

Weiter bevorzugt weist das Batteriesystem eine zweite Leiterbahn auf, wobei die erste Leiterbahn und die zweite Leiterbahn zum elektrischen Koppeln zumindest eines Teils der Batteriemodule zu einer Parallelschaltung ausgebildet sind. Wie bereits voranstehend erläutert, ist die erste Leiterbahn bei einer Parallelschaltung kontinuierlich ausgebildet. Das erste Kontaktelement eines ersten Batteriemoduls kontaktiert die erste Leiterbahn und ist somit mit dieser elektrisch gekoppelt. Das erste Kontaktelement des zweiten Batteriemoduls, welches insbesondere dem ersten Batteriemodul benachbart angeordnet ist, kontaktiert die erste Leiterbahn und ist somit mit dieser ebenfalls elektrisch gekoppelt. Zudem kontaktiert das zweite Kontaktelement des ersten Batteriemoduls die zweite Leiterbahn und ist somit mit dieser elektrisch gekoppelt. Die zweite Leiterbahn ist beispielsweise als Teil der ersten Systembasisvorrichtung ausgebildet. Ferner ist die zweite Leiterbahn von der ersten Leiterbahn elektrisch entkoppelt, insbesondere mittels eines zwischen der ersten Leiterbahn und der zweiten Leiterbahn angeordneten Isolators. Das zweite Kontaktelement des zweiten Batteriemoduls kontaktiert die zweite Leiterbahn und ist somit mit dieser ebenfalls elektrisch gekoppelt. Unter der Bezeichnung „zumindest eines Teils der Batteriemodule“ wird erfindungsgemäß auch verstanden, dass sämtliche Batteriemodule, insbesondere auf dieselbe Weise, parallelgeschaltet sein können. Es kann auch vorgesehen sein, dass nur ein Teil der Batteriemodule parallelgeschaltet ist. Hierbei ist es bevorzugt, dass die Batteriemodule in mehrere Gruppen zusammengefasst sind, wobei die Batteriemodule innerhalb dieser Gruppen parallelgeschaltet sind. Die Gruppen können dann beispielsweise in Reihe geschaltet werden. Eine solche Parallelschaltung ist mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise herstellbar. Somit sind der Montageaufwand und die Herstellungskosten des Batteriesystems reduziert.The battery system further preferably has a second conductor track, the first conductor track and the second conductor track being designed for the electrical coupling of at least some of the battery modules to form a parallel connection. As already explained above, the first conductor track is continuous in the case of a parallel connection. The first contact element of a first battery module contacts the first conductor track and is thus electrically coupled to it. The first contact element of the second battery module, which in particular is arranged adjacent to the first battery module, contacts the first conductor track and is therefore also electrically coupled to it. In addition, the second contact element of the first battery module contacts the second conductor track and is thus electrically coupled to it. The second conductor track is designed, for example, as part of the first system base device. Furthermore, the second conductor track is electrically decoupled from the first conductor track, in particular by means of an insulator arranged between the first conductor track and the second conductor track. The second contact element of the second battery module contacts the second conductor track and is thus also electrically coupled to it. According to the invention, the term “at least part of the battery modules” is also understood to mean that all battery modules, in particular in the same way, can be connected in parallel. It can also be provided that only some of the battery modules are connected in parallel. It is preferred here that the battery modules are combined in several groups, the battery modules being connected in parallel within these groups. The groups can then be connected in series, for example. Such a parallel connection can be produced using simple means and in a cost-effective manner. The assembly effort and the manufacturing costs of the battery system are thus reduced.

Es ist besonders bevorzugt, dass die zweite Leiterbahn auf einer zweiten Systembasisvorrichtung angeordnet ist, wobei die Batteriemodule zwischen der ersten Systembasisvorrichtung und der zweiten Systembasisvorrichtung angeordnet sind. Vorzugsweise ist die zweite Systembasisvorrichtung ähnlich wie die erste Systembasisvorrichtung ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die zweite Systembasisvorrichtung identisch mit der ersten Systembasisvorrichtung ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass für die Montage Gleichteile verwendbar sind und somit die Anzahl unterschiedlicher Bauteile reduziert ist. Eine elektrische Verschaltung der Batteriemodule mit der zweiten Leiterbahn ist vorzugsweise entsprechend der elektrischen Verschaltung der Batteriemodule mit der ersten Leiterbahn ausgebildet. Ebenfalls ist es bevorzugt, dass eine Befestigung der Batteriemodule an der zweiten Systembasisvorrichtung entsprechend der Befestigung der Batteriemodule an der ersten Systembasisvorrichtung ausgebildet ist. Die Batteriemodule sind gemäß einer Sandwichanordnung zwischen der ersten Systembasisvorrichtung und der zweiten Systembasisvorrichtung angeordnet, wobei die erste Leiterbahn und die zweite Leiterbahn den Batteriemodulen zugewandt sind. Es kann erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, dass die zweite Systembasisvorrichtung auf einer der zweiten Leiterbahn abgewandten Seite zusätzlich eine erste Leiterbahn aufweist, sodass eine weitere Lage von Batteriemodulen auf der zweiten Systembasisvorrichtung anordenbar ist. Die erste Leiterbahn und die zweite Leiterbahn der zweiten Systembasisvorrichtung können erfindungsgemäß elektrisch miteinander gekoppelt oder voneinander getrennt ausgebildet sein. Eine derartige Anordnung hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise die Verschaltung der Batteriemodule realisiert ist. Die Herstellungszeit sowie die Herstellungskosten des Batteriesystems sind somit reduziert. Zudem hat die Sandwichanordnung den Vorteil, dass die Batteriemodule durch die erste Systembasisvorrichtung und die zweite Systembasisvorrichtung von mindestens zwei Seiten vor äußeren Einflüssen, insbesondere mechanischen Einwirkungen, geschützt sind. Eine Haltbarkeit des Batteriesystems ist somit verbessert.It is particularly preferred that the second conductor track is arranged on a second system base device, the battery modules being arranged between the first system base device and the second system base device. The second system base device is preferably configured similarly to the first system base device. The second system base device is particularly preferably identical to the first system base device. This has the advantage that common parts can be used for the assembly and thus the number of different components is reduced. An electrical connection of the battery modules to the second conductor track is preferably designed in accordance with the electrical connection of the battery modules to the first conductor track. It is also preferred that the battery modules are attached to the second system base device in accordance with the attachment of the battery modules to the first system base device. The battery modules are arranged according to a sandwich arrangement between the first system base device and the second system base device, the first conductor track and the second conductor track facing the battery modules. It can also be provided according to the invention that the second system base device additionally has a first conductor track on a side facing away from the second conductor track, so that a further layer of battery modules can be arranged on the second system base device. According to the invention, the first conductor track and the second conductor track of the second system base device can be electrically coupled to one another or formed separately from one another. Such an arrangement has the advantage that the interconnection of the battery modules can be implemented with simple means and in a cost-effective manner. The manufacturing time and the manufacturing costs of the battery system are thus reduced. In addition, the sandwich arrangement has the advantage that the battery modules are protected from external influences, in particular mechanical influences, from at least two sides by the first system basic device and the second system basic device. The durability of the battery system is thus improved.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weisen die erste Systembasisvorrichtung ein Rastelement und die zweite Systembasisvorrichtung ein Gegenrastelement, und/oder die erste Systembasisvorrichtung ein Gegenrastelement und die zweite Systembasisvorrichtung ein Rastelement auf, wobei Rastelement und Gegenrastelement ausgebildet sind, miteinander derart zu verrasten, dass die erste Systembasisvorrichtung die Batteriemodule und die zweite Systembasisvorrichtung aneinandergehalten sind. Das Rastelement und das Gegenrastelement weisen vorzugsweise eine Hinterschneidung und/oder eine Federvorrichtung auf. Die Federvorrichtung ist vorzugsweise ausgebildet, zur Ausbildung der Rastverbindung in eine Hinterschneidung einzugreifen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass Rastelement und Gegenrastelement zur Ausbildung einer gemeinsamen Pressverbindung ausgebildet sind. Dies hat den Vorteil, dass die Batteriemodule mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise auf der ersten Systembasisvorrichtung anordenbar sowie an dieser befestigbar sind. Alternativ können Rastelement und Gegenrastelement auch auf der ersten Systembasisvorrichtung und der zweiten Systembasisvorrichtung angeordnet sein, um diese in der Sandwichanordnung miteinander zu verbinden und somit die eingeschlossenen Batteriemodule in ihrer verschalteten Position halten.In a particularly preferred embodiment, the first system base device has a locking element and the second system base device has a counter-locking element, and / or the first system base device has a counter-locking element and the second system base device has a locking element, wherein the locking element and counter-locking element are designed to lock together so that the first system base device the battery modules and the second system base device are held together. The latching element and the counter-latching element preferably have an undercut and / or a spring device. The spring device is preferably designed to form the latching connection in an undercut intervene. Alternatively, it can be provided that the locking element and counter-locking element are designed to form a common press connection. This has the advantage that the battery modules can be arranged and fastened to the first system base device using simple means and in a cost-effective manner. Alternatively, the locking element and counter-locking element can also be arranged on the first system base device and the second system base device in order to connect them to one another in the sandwich arrangement and thus hold the enclosed battery modules in their connected position.

Vorzugsweise ist die erste Systembasisvorrichtung plattenförmig ausgebildet. Unter einer plattenförmigen Ausbildung wird ein dreidimensionaler Körper verstanden, bei welchem eine Dicke wesentlich geringer als dessen Länge und Breite ausgebildet ist. Weiter bevorzugt ist die zweite Systembasisvorrichtung plattenförmig ausgebildet. Vorzugsweise sind die erste Systembasisvorrichtung und/oder die zweite Systembasisvorrichtung zumindest von den Proportionen in etwa gemäß einer Leiterplatte ausgebildet. Die erste Systembasisvorrichtung und/oder die zweite Systembasisvorrichtung weisen vorzugsweise eine rechteckige beziehungsweise zumindest im Wesentlichen rechteckige Grundfläche auf. Eine derartige erste Systembasisvorrichtung und zweite Systembasisvorrichtung haben den Vorteil, dass diese für eine Montage der Batteriemodule besonders geeignet sind.The first system base device is preferably designed in the form of a plate. A plate-shaped configuration is understood to mean a three-dimensional body in which a thickness is substantially less than its length and width. The second system base device is furthermore preferably plate-shaped. The first system base device and / or the second system base device are preferably designed at least in proportions approximately according to a printed circuit board. The first system base device and / or the second system base device preferably have a rectangular or at least substantially rectangular base area. Such a first system base device and second system base device have the advantage that they are particularly suitable for mounting the battery modules.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die erste Systembasisvorrichtung einen Kühlkanal zum Durchleiten eines Kühlfluids und/oder eine Wärmeableitvorrichtung zum Ableiten von Wärme auf. Der Kühlkanal ist vorzugsweise innerhalb der ersten Systembasisvorrichtung, insbesondere gemäß einer Bohrung ausgebildet. Alternativ kann der Kühlkanal an einer den Batteriemodulen abgewandten Seite der ersten Systembasisvorrichtung angeordnet sein oder zwischen den Batteriemodulen verlaufen. Die Wärmeableitvorrichtung weist vorzugsweise ein Material mit einer besonders hohen Wärmeleitfähigkeit, insbesondere Silber, Kupfer oder dergleichen, auf. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die erste Leiterbahn und/oder die zweite Leiterbahn als Wärmeleitvorrichtung ausgebildet sind. In diesem Fall weisen die erste Leiterbahn und/oder die zweite Leiterbahn einen für den Abtransport von Wärme vergrößerten Querschnitt auf. Hierbei ist insbesondere eine Dicke größer ausgebildet als bei einer herkömmlichen Leiterbahn. Die Dicke der ersten Leiterbahn und/oder der zweiten Leiterbahn beträgt in diesem Fall vorzugsweise mehr als 1/10mm und weiter bevorzugt mindestens 1 mm. Mittels des Kühlkanals bzw. der Wärmeleitvorrichtung sind die Systembasisvorrichtung und somit auch die Batteriemodule kühlbar. Dies hat den Vorteil, dass ein Überhitzen des Batteriesystems durch Wärmeabfuhr mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise verhinderbar ist. Somit sind eine Zuverlässigkeit sowie Haltbarkeit des Batteriesystems verbessert.According to a preferred embodiment of the invention, the first system base device has a cooling channel for passing a cooling fluid and / or a heat dissipation device for dissipating heat. The cooling channel is preferably formed within the first system base device, in particular according to a bore. Alternatively, the cooling channel can be arranged on a side of the first system base device facing away from the battery modules or can run between the battery modules. The heat dissipation device preferably has a material with a particularly high thermal conductivity, in particular silver, copper or the like. It can be provided according to the invention that the first conductor track and / or the second conductor track are designed as a heat-conducting device. In this case, the first conductor track and / or the second conductor track have an enlarged cross section for the removal of heat. In this case, a thickness is in particular larger than in the case of a conventional conductor track. In this case, the thickness of the first conductor track and / or the second conductor track is preferably more than 1/10 mm and more preferably at least 1 mm. The system base device and thus also the battery modules can be cooled by means of the cooling channel or the heat conduction device. This has the advantage that overheating of the battery system can be prevented by heat dissipation with simple means and in a cost-effective manner. This improves the reliability and durability of the battery system.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum elektrischen Verschalten von Batteriemodulen eines erfindungsgemäßen Batteriesystems gelöst. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:

  • - Bereitstellen einer ersten Systembasisvorrichtung zur Aufnahme einer Mehrzahl von Batteriemodulen, wobei die erste Systembasisvorrichtung eine erste Leiterbahn aufweist,
  • - Bereitstellen von Batteriemodulen mit jeweils einem ersten Kontaktelement, und
  • - Anordnen der Batteriemodule auf der ersten Systembasisvorrichtung derart, dass die ersten Kontaktelemente mit der ersten Leiterbahn elektrisch gekoppelt sind.
According to a second aspect of the invention, the object is achieved by a method for electrically connecting battery modules of a battery system according to the invention. The process has the following steps:
  • Providing a first system base device for receiving a plurality of battery modules, the first system base device having a first conductor track,
  • - Providing battery modules, each with a first contact element, and
  • - Arranging the battery modules on the first system base device such that the first contact elements are electrically coupled to the first conductor track.

Zunächst wird die erste Systembasisvorrichtung bereitgestellt. Die erste Systembasisvorrichtung ist zur Aufnahme der Mehrzahl der Batteriemodule ausgebildet und weist zum elektrischen Verschalten der Batteriemodule die erste Leiterbahn auf. Die erste Leiterbahn weist ein elektrisch leitfähiges Material, vorzugsweise mit einer verhältnismäßig hohen elektrischen Leitfähigkeit, insbesondere Kupfer, Silber oder dergleichen, auf. Ein Bereich der ersten Systembasisvorrichtung abseits der ersten Leiterbahn ist vorzugsweise als elektrischer Isolator ausgebildet. Die erste Leiterbahn kann erfindungsgemäß kontinuierlich oder segmentiert ausgebildet sein. Bei einer segmentierten Ausbildung weist die erste Leiterbahn derartige Unterbrechungen auf, dass einzelne Segmente der ersten Leiterbahn elektrisch voneinander getrennt sind. Mittels einer derartigen ersten Systembasisvorrichtung sind beispielsweise Reihenschaltungen und/oder Parallelschaltungen der Batteriemodule realisierbar.First, the first system base device is provided. The first system base device is designed to accommodate the plurality of battery modules and has the first conductor track for the electrical connection of the battery modules. The first conductor track has an electrically conductive material, preferably with a relatively high electrical conductivity, in particular copper, silver or the like. A region of the first system base device apart from the first conductor track is preferably designed as an electrical insulator. According to the invention, the first conductor track can be continuous or segmented. In the case of a segmented design, the first conductor track has interruptions such that individual segments of the first conductor track are electrically separated from one another. Such a first system base device can be used, for example, to implement series connections and / or parallel connections of the battery modules.

Anschließend werden die Batteriemodule bereitgestellt. Die Batteriemodule weisen jeweils das erste Kontaktelement sowie das zweite Kontaktelement auf. Ferner sind die Batteriemodule vorzugsweise quaderförmig ausgebildet. Das erste Kontaktelement und das zweite Kontaktelement sind vorzugsweise jeweils als elektrischer Pol des Batteriemoduls ausgebildet, wobei das zweite Kontaktelement vorzugsweise als ein zum ersten Kontaktelement entgegengesetzter elektrischer Pol des Batteriemoduls ausgebildet ist. Das erste Kontaktelement ist beispielsweise als Anode und das zweite Kontaktelement als Kathode ausgebildet oder umgekehrt. Das erste Kontaktelement und das zweite Kontaktelement sind zum elektrischen Verschalten der Batteriemodule ausgebildet.The battery modules are then provided. The battery modules each have the first contact element and the second contact element. Furthermore, the battery modules are preferably cuboid. The first contact element and the second contact element are preferably each formed as an electrical pole of the battery module, the second contact element preferably being an electrical pole of the battery module opposite the first contact element. The first contact element is, for example, an anode and the second contact element is a cathode, or vice versa. The first contact element and the second contact element are designed to electrically connect the battery modules.

Schließlich werden die Batteriemodule gleichzeitig oder hintereinander derart auf der ersten Systembasisvorrichtung angeordnet, dass die ersten Kontaktelemente der Batteriemodule mit der ersten Leiterbahn der ersten Systembasisvorrichtung elektrisch gekoppelt sind. Dies ist insbesondere dadurch erreichbar, dass die ersten Kontaktelemente auf eine Oberfläche der ersten Leiterbahn gedrückt werden. Vorzugsweise werden die ersten Kontaktelemente in eine Vertiefung der ersten Leiterbahn eingefügt, wobei die ersten Kontaktelemente mit einer Oberfläche der Vertiefung in Kontakt geraten. Alternativ weisen die ersten Kontaktelemente eine Vertiefung auf, in welche Steckelemente der ersten Leiterbahn einführbar sind. Finally, the battery modules are arranged simultaneously or in succession on the first system base device such that the first contact elements of the battery modules are electrically coupled to the first conductor track of the first system base device. This can be achieved in particular by pressing the first contact elements onto a surface of the first conductor track. The first contact elements are preferably inserted into a depression in the first conductor track, the first contact elements coming into contact with a surface of the depression. Alternatively, the first contact elements have a recess into which plug elements of the first conductor track can be inserted.

Vorzugsweise werden die zweiten Kontaktelemente der Batteriemodule mit einer zweiten Leiterbahn der ersten Systembasisvorrichtung oder einer zweiten Systembasisvorrichtung zum elektrischen Verschalten der Batteriemodule in Kontakt gebracht, insbesondere in einer Sandwichanordnung bei welcher die Batteriemodule zwischen der ersten Systembasisvorrichtung und der zweiten Systembasisvorrichtung angeordnet sind. Abschließend kann vorgesehen sein, die Batteriemodule mit einer Vergussmasse zu beaufschlagen und somit das Batteriesystem zu fixieren sowie gegen Umwelteinflüsse abzudichten.The second contact elements of the battery modules are preferably brought into contact with a second conductor track of the first system basic device or a second system basic device for electrically interconnecting the battery modules, in particular in a sandwich arrangement in which the battery modules are arranged between the first system basic device and the second system basic device. Finally, it can be provided to apply a sealing compound to the battery modules and thus to fix the battery system and to seal it against environmental influences.

Bei dem beschriebenen Verfahren zum elektrischen Verschalten von Batteriemodulen eines Batteriesystems ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Batteriesystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Demnach hat das erfindungsgemäße Verfahren gegenüber herkömmlichen Verfahren den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine elektrische Verschaltung beziehungsweise Kopplung der Batteriemodule, beispielsweise als Reihen- und/oder Parallelschaltung, realisierbar ist. Der Montageaufwand bei der Durchführung des Verfahrens ist somit wesentlich reduziert. Auf diese Weise sind die Herstellungskosten des Batteriesystems deutlich geringer als bei herkömmlichen Verfahren.The described method for the electrical interconnection of battery modules of a battery system results in all the advantages which have already been described for a battery system according to the first aspect of the invention. Accordingly, the method according to the invention has the advantage over conventional methods that electrical connection or coupling of the battery modules, for example as a series and / or parallel connection, can be implemented using simple means and in a cost-effective manner. The assembly effort when carrying out the method is thus significantly reduced. In this way, the manufacturing costs of the battery system are significantly lower than with conventional methods.

Vorzugsweise werden die Batteriemodule mittels Steckkontakte an ersten Kontaktaufnahmen der ersten Systembasisvorrichtung befestigt. Vorzugsweise sind hierfür die ersten Kontaktelemente als Steckkontakt ausgebildet. Der Steckkontakt wird vorzugsweise in die erste Kontaktaufnahme, insbesondere verrastend, eingesteckt. Dies hat den Vorteil, dass keine zusätzlichen Befestigungsmittel verwendet werden müssen. Die Montage ist somit erleichtert, Montagezeiten sowie Montagekosten können auf diese Weise reduziert werden.The battery modules are preferably attached to first contacts of the first system base device by means of plug contacts. For this purpose, the first contact elements are preferably designed as plug contacts. The plug contact is preferably inserted into the first contact, in particular in a latching manner. This has the advantage that no additional fasteners have to be used. Assembly is thus made easier, assembly times and assembly costs can be reduced in this way.

Ein erfindungsgemäßes Batteriesystem sowie ein erfindungsgemäßes Verfahren werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:

  • 1 in einer Draufsicht ein Ausschnitt einer bevorzugten ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Batteriesystems,
  • 2 in einer perspektivischen Schnittdarstellung eine bevorzugte zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Batteriesystems,
  • 3 in einer perspektivischen Darstellung eine bevorzugte dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Batteriesystems,
  • 4 in einer perspektivischen Darstellung eine bevorzugte vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Batteriesystems,
  • 5 in einer perspektivischen Schnittdarstellung einen Ausschnitt einer bevorzugten fünften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Batteriesystems, und
  • 6 in einem Ablaufdiagramm eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
An inventive battery system and an inventive method are explained in more detail below with reference to drawings. Each shows schematically:
  • 1 in a plan view a section of a preferred first embodiment of a battery system according to the invention,
  • 2nd a perspective sectional view of a preferred second embodiment of a battery system according to the invention,
  • 3rd a perspective view of a preferred third embodiment of a battery system according to the invention,
  • 4th a perspective view of a preferred fourth embodiment of a battery system according to the invention,
  • 5 a perspective sectional view of a section of a preferred fifth embodiment of a battery system according to the invention, and
  • 6 a preferred embodiment of the method according to the invention in a flowchart.

Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 6 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.Elements with the same function and mode of operation are in the 1 to 6 each provided with the same reference numerals.

In 1 ist ein Ausschnitt einer bevorzugten ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Batteriesystems 1 schematisch in einer Draufsicht abgebildet. Das Batteriesystem 1 weist eine erste Systembasisvorrichtung 2 auf, auf welcher eine erste Leiterbahn 5 ausgebildet ist. Die erste Leiterbahn 5 ist in mehrere voneinander elektrisch getrennte Segmente aufgeteilt. Auf der ersten Systembasisvorrichtung 2 sind mehrere Batteriemodule 3 angeordnet, welche der besseren Übersicht halber nur durch ein gestricheltes Rechteck symbolisiert sind. In diesem Ausführungsbeispiel sind zehn Batteriemodule 3 dargestellt. Die Batteriemodule 3 weisen jeweils ein erstes Kontaktelement 4 und ein zweites Kontaktelement 7 auf. Ein erstes Kontaktelement 4 eines ersten Batteriemoduls 3a ist mit einem Segment der ersten Leiterbahn 5 elektrisch gekoppelt. Ein zweites Kontaktelement 7 eines dem ersten Batteriemodul 3a benachbarten zweiten Batteriemoduls 3b ist mit demselben Segment der ersten Leiterbahn 5 elektrisch gekoppelt. Auf diese Weise sind die Batteriemodule 3 in Reihe geschaltet.In 1 is a section of a preferred first embodiment of a battery system according to the invention 1 schematically shown in a top view. The battery system 1 has a first system base device 2nd on which a first trace 5 is trained. The first trace 5 is divided into several electrically separated segments. On the first system base device 2nd are several battery modules 3rd arranged, which are symbolized for the sake of clarity only by a dashed rectangle. In this embodiment, there are ten battery modules 3rd shown. The battery modules 3rd each have a first contact element 4th and a second contact element 7 on. A first contact element 4th of a first battery module 3a is with a segment of the first trace 5 electrically coupled. A second contact element 7 one of the first battery module 3a adjacent second battery module 3b is with the same segment of the first trace 5 electrically coupled. In this way, the battery modules 3rd connected in series.

In 2 ist eine bevorzugte zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Batteriesystems 1 schematisch in einer perspektivischen Schnittdarstellung abgebildet. Die auf der ersten Systembasisvorrichtung 2 angeordnete erste Leiterbahn 5 weist eine erste Kontaktaufnahme 6 zur Aufnahme eines als Steckkontakt ausgebildeten ersten Kontaktelements 4 des Batteriemoduls 3 auf. Überdies weist das Batteriesystem 1 einen Deckel 13 und einen Boden 14 auf, welche über, insbesondere als Schraubbolzen ausgebildete, Verbindungsbolzen 15 miteinander verbunden sind. Ein Verbindungsbolzen 15 ist als erster elektrischer Pol 16 des Batteriesystems 1 ausgebildet. Ein Verbindungsbolzen 15 ist als zweiter elektrischer Pol 17 des Batteriesystems 1 ausgebildet.In 2nd is a preferred second embodiment of a battery system according to the invention 1 schematically shown in a perspective sectional view. The one on the first system base device 2nd arranged first conductor track 5 indicates a first contact 6 to record a first contact element designed as a plug contact 4th of the battery module 3rd on. Furthermore, the battery system 1 a lid 13 and a floor 14 on which, in particular designed as a bolt, connecting bolts 15 are interconnected. A connecting bolt 15 is the first electrical pole 16 of the battery system 1 educated. A connecting bolt 15 is the second electrical pole 17th of the battery system 1 educated.

3 zeigt eine bevorzugte dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Batteriesystems 1 schematisch in einer perspektivischen Darstellung. In dieser Ausführungsform weist das Batteriesystem 1 eine zweite Systembasisvorrichtung 9 mit einer zweiten Leiterbahn 8, welche in dieser Darstellung nicht sichtbar ist. Die erste Leiterbahn 5 der ersten Systembasisvorrichtung 2 ist ebenfalls verdeckt. Die erste Systembasisvorrichtung 2 weist ein nicht erkennbares Rastelement 10 und die zweite Systembasisvorrichtung 9 ein nicht erkennbares Gegenrastelement 11 auf, wobei Rastelement 10 und Gegenrastelement 11 zum miteinander Verrasten ausgebildet sind. Der Deckel 13 ist über Verbindungsbolzen 15 mit dem Boden verbunden, wobei ein Verbindungsbolzen als erster elektrischer Pol 16 und ein anderer Verbindungsbolzen 15 als zweiter elektrischer Pol 17 ausgebildet ist. Der erste elektrische Pol 16 und der zweite elektrische Pol 17 weisen eine vergrößerte Anschlussfläche zum verbesserten Anschließen des Batteriesystems 1 auf. 3rd shows a preferred third embodiment of a battery system according to the invention 1 schematically in a perspective view. In this embodiment, the battery system 1 a second system base device 9 with a second conductor track 8th which is not visible in this illustration. The first trace 5 the first system base device 2nd is also covered. The first system base device 2nd has a not recognizable locking element 10th and the second system base device 9 an undetectable counter-locking element 11 on, with locking element 10th and counter-locking element 11 are designed to lock together. The lid 13 is about connecting bolts 15 connected to the ground, with a connecting pin as the first electrical pole 16 and another connecting bolt 15 as the second electrical pole 17th is trained. The first electrical pole 16 and the second electrical pole 17th have an enlarged connection area for improved connection of the battery system 1 on.

In 4 ist eine bevorzugte vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Batteriesystems 1 schematisch in einer perspektivischen Darstellung abgebildet. Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der dritten Ausführungsform, dass der erste elektrische Pol 16 und der zweite elektrische Pol 17 des Batteriesystems 1 jeweils als Steckelement 18 ausgebildet sind. Die Steckelemente 18 sind in eine Durchführung des Deckels 13 gesteckt und an diesem, insbesondere reibschlüssig, gehalten. Die Verbindungsbolzen 15 sind mit den Batteriemodulen 3 elektrisch nicht gekoppelt.In 4th is a preferred fourth embodiment of a battery system according to the invention 1 shown schematically in a perspective view. The fourth embodiment differs from the third embodiment in that the first electrical pole 16 and the second electrical pole 17th of the battery system 1 each as a plug-in element 18th are trained. The plug elements 18th are in an implementation of the lid 13 inserted and held on this, in particular frictionally. The connecting bolts 15 are with the battery modules 3rd electrically not coupled.

5 zeigt einen Ausschnitt einer bevorzugten fünften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Batteriesystems 1 schematisch in einer perspektivischen Schnittdarstellung. In dieser fünften Ausführungsform ist in der ersten Systembasisvorrichtung 2 ein Kühlkanal 12 zum Kühlen der Systembasisvorrichtung 2 sowie der Batteriemodule 3 ausgebildet. 5 shows a section of a preferred fifth embodiment of a battery system according to the invention 1 schematically in a perspective sectional view. In this fifth embodiment is in the first system base device 2nd a cooling channel 12th for cooling the system base device 2nd and the battery modules 3rd educated.

In 6 ist eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch in einem Ablaufdiagramm illustriert. In einem ersten Verfahrensschritt 100 wird eine erste Systembasisvorrichtung 2 zur Aufnahme einer Mehrzahl von Batteriemodulen 3 bereitgestellt. Die erste Systembasisvorrichtung 2 weist eine erste Leiterbahn 5 auf. Die erste Leiterbahn 5 kann fortlaufend oder segmentiert ausgebildet sein, wobei die Segmente vorzugsweise elektrisch voneinander entkoppelt sind. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die erste Systembasisvorrichtung eine zweite Leiterbahn 8 aufweist. In einem zweiten Verfahrensschritt 200 werden Batteriemodule 3 mit jeweils einem ersten Kontaktelement 4 sowie einem zweiten Kontaktelement 7 bereitgestellt. Das erste Kontaktelement 4 ist als erster elektrischer Pol 16, beispielsweise eine Anode, und das zweite Kontaktelement 7 als zweiter elektrischer Pol 17, beispielsweise als Kathode, ausgebildet. In einem dritten Verfahrensschritt 300 werden die Batteriemodule 3 derart auf der ersten Systembasisvorrichtung 2 angeordnet, dass die ersten Kontaktelemente 4 mit der ersten Leiterbahn 5 elektrisch gekoppelt sind. Bei einer segmentierten ersten Leiterbahn 5 ist es bevorzugt, dass die Batteriemodule 3 derart angeordnet werden, dass die zweiten Kontaktelemente 7 jeweils mit einem Segment der ersten Leiterbahn 5 elektrisch gekoppelt sind, wobei diese Segmente der ersten Leiterbahn 5 jeweils mit einem ersten Kontaktelement 4 eines benachbarten Batteriemoduls 3 elektrisch gekoppelt sind. Hierdurch wird eine Reihenschaltung der Batteriemodule 3 erzielt. Bei einer durchgehenden ersten Leiterbahn 5 ist es bevorzugt, dass die zweiten Kontaktelemente 7 mit der zweiten Leiterbahn 8 elektrisch gekoppelt werden. Hierdurch wird eine Parallelschaltung der Batteriemodule 3 erzielt. Es sind erfindungsgemäß auch Kombinationen aus einer solchen Reihen- und Parallelschaltung möglich.In 6 A preferred embodiment of the method according to the invention is illustrated schematically in a flow chart. In a first step 100 becomes a first system base device 2nd to accommodate a plurality of battery modules 3rd provided. The first system base device 2nd has a first conductor track 5 on. The first trace 5 can be continuous or segmented, the segments preferably being electrically decoupled from one another. It can be provided according to the invention that the first system base device has a second conductor track 8th having. In a second step 200 become battery modules 3rd each with a first contact element 4th and a second contact element 7 provided. The first contact element 4th is the first electrical pole 16 , for example an anode, and the second contact element 7 as the second electrical pole 17th , for example as a cathode. In a third step 300 become the battery modules 3rd such on the first system base device 2nd arranged that the first contact elements 4th with the first trace 5 are electrically coupled. With a segmented first conductor track 5 it is preferred that the battery modules 3rd be arranged such that the second contact elements 7 each with a segment of the first conductor track 5 are electrically coupled, these segments of the first conductor track 5 each with a first contact element 4th of an adjacent battery module 3rd are electrically coupled. This creates a series connection of the battery modules 3rd achieved. With a continuous first conductor track 5 it is preferred that the second contact elements 7 with the second trace 8th be electrically coupled. This results in a parallel connection of the battery modules 3rd achieved. Combinations of such a series and parallel connection are also possible according to the invention.

BezugszeichenlisteReference list

11
BatteriesystemBattery system
22nd
erste Systembasisvorrichtungfirst system base device
33rd
BatteriemodulBattery module
3a3a
erstes Batteriemodulfirst battery module
3b3b
zweites Batteriemodulsecond battery module
44th
erstes Kontaktelementfirst contact element
55
erste Leiterbahnfirst trace
66
erste Kontaktaufnahmefirst contact
77
zweites Kontaktelementsecond contact element
88th
zweite Leiterbahnsecond conductor track
99
zweite Systembasisvorrichtungsecond system base device
1010th
RastelementLocking element
1111
GegenrastelementCounter-locking element
1212th
KühlkanalCooling channel
1313
Deckelcover
1414
Bodenground
15 15
VerbindungsbolzenConnecting bolt
1616
erster elektrischer Polfirst electrical pole
1717th
zweiter elektrischer Polsecond electrical pole
1818th
Steckelement Plug-in element
100100
erster Verfahrensschrittfirst process step
200200
zweiter Verfahrensschrittsecond process step
300300
dritter Verfahrensschrittthird step

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

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

Claims (10)

Batteriesystem (1), aufweisend eine erste Systembasisvorrichtung (2) zur Aufnahme einer Mehrzahl von Batteriemodulen (3) und eine Mehrzahl von Batteriemodulen (3), wobei die Batteriemodule (3) auf der ersten Systembasisvorrichtung (2) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriemodule (3) jeweils ein erstes Kontaktelement (4) aufweisen und über das erste Kontaktelement (4) mit einer ersten Leiterbahn (5) der ersten Systembasisvorrichtung (2) elektrisch gekoppelt sind.Battery system (1), comprising a first system base device (2) for accommodating a plurality of battery modules (3) and a plurality of battery modules (3), the battery modules (3) being arranged on the first system base device (2), characterized in that the battery modules (3) each have a first contact element (4) and are electrically coupled via the first contact element (4) to a first conductor track (5) of the first system base device (2). Batteriesystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kontaktelement (4) als Steckkontakt zum Einstecken in eine erste Kontaktaufnahme (6) der ersten Systembasisvorrichtung (2) ausgebildet ist.Battery system (1) after Claim 1 , characterized in that the first contact element (4) is designed as a plug contact for insertion into a first contact (6) of the first system base device (2). Batteriesystem (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leiterbahn (5) zum elektrischen Koppeln zumindest eines Teils der Batteriemodule (3) zu einer Reihenschaltung ausgebildet ist, wobei die erste Leiterbahn (5) mit einem ersten Kontaktelement (4) eines ersten Batteriemoduls (3a) der Batteriemodule (3) und einem zweiten Kontaktelement (7) eines zweiten Batteriemoduls (3b) der Batteriemodule (3) elektrisch gekoppelt ist.Battery system (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first conductor track (5) for the electrical coupling of at least some of the battery modules (3) is designed to be connected in series, the first conductor track (5) having a first contact element ( 4) a first battery module (3a) of the battery modules (3) and a second contact element (7) of a second battery module (3b) of the battery modules (3) is electrically coupled. Batteriesystem (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriesystem (1) eine zweite Leiterbahn (8) aufweist, wobei die erste Leiterbahn (5) und die zweite Leiterbahn (8) zum elektrischen Koppeln zumindest eines Teils der Batteriemodule (3) zu einer Parallelschaltung ausgebildet sind.Battery system (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the battery system (1) has a second conductor track (8), the first conductor track (5) and the second conductor track (8) for electrically coupling at least some of the battery modules (3) are formed into a parallel connection. Batteriesystem (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Leiterbahn (8) auf einer zweiten Systembasisvorrichtung (9) angeordnet ist, wobei die Batteriemodule (3) zwischen der ersten Systembasisvorrichtung (2) und der zweiten Systembasisvorrichtung (9) angeordnet sind.Battery system (1) after Claim 4 , characterized in that the second conductor track (8) is arranged on a second system base device (9), the battery modules (3) being arranged between the first system base device (2) and the second system base device (9). Batteriesystem (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Systembasisvorrichtung (2) ein Rastelement (10) und die zweite Systembasisvorrichtung (9) ein Gegenrastelement (11), und/oder dass die erste Systembasisvorrichtung (2) ein Gegenrastelement (11) und die zweite Systembasisvorrichtung (9) ein Rastelement (10) aufweisen, wobei Rastelement (10) und Gegenrastelement (11) ausgebildet sind, miteinander derart zu verrasten, dass die erste Systembasisvorrichtung (2) die Batteriemodule (3) und die zweite Systembasisvorrichtung (9) aneinandergehalten sind.Battery system (1) after Claim 5 , characterized in that the first system base device (2) has a locking element (10) and the second system base device (9) has a counter-locking element (11), and / or that the first system base device (2) has a counter-locking element (11) and the second system base device (9 ) have a latching element (10), the latching element (10) and counter-latching element (11) being designed to latch together so that the first system base device (2), the battery modules (3) and the second system base device (9) are held together. Batteriesystem (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Systembasisvorrichtung (2) plattenförmig ausgebildet ist.Battery system (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first system base device (2) is plate-shaped. Batteriesystem (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Systembasisvorrichtung (2) einen Kühlkanal (12) zum Durchleiten eines Kühlfluids und/oder eine Wärmeableitvorrichtung zum Ableiten von Wärme aufweist.Battery system (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first system base device (2) has a cooling channel (12) for passing a cooling fluid and / or a heat dissipation device for dissipating heat. Verfahren zum elektrischen Verschalten von Batteriemodulen (3) eines Batteriesystems (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Verfahren durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist: - Bereitstellen einer ersten Systembasisvorrichtung (2) zur Aufnahme einer Mehrzahl von Batteriemodulen (3), wobei die erste Systembasisvorrichtung (2) eine erste Leiterbahn (5) aufweist, - Bereitstellen von Batteriemodulen (3) mit jeweils einem ersten Kontaktelement (4) sowie einem zweiten Kontaktelement (7), und - Anordnen der Batteriemodule (3) auf der ersten Systembasisvorrichtung (2) derart, dass die ersten Kontaktelemente (4) mit der ersten Leiterbahn (5) elektrisch gekoppelt sind.Method for the electrical connection of battery modules (3) of a battery system (1) according to at least one of the preceding claims, the method being characterized by the following method steps: Providing a first system base device (2) for accommodating a plurality of battery modules (3), the first system base device (2) having a first conductor track (5), - Providing battery modules (3), each with a first contact element (4) and a second contact element (7), and - Arranging the battery modules (3) on the first system base device (2) in such a way that the first contact elements (4) are electrically coupled to the first conductor track (5). Verfahren nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriemodule (3) mittels jeweils Steckkontakte an ersten Kontaktaufnahmen (6) der ersten Systembasisvorrichtung (2) befestigt werden.Procedure according to Claim 9 characterized in that the battery modules (3) are attached to first contacts (6) of the first system base device (2) by means of plug contacts.
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