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Die Erfindung betrifft ein Batteriemodul für eine modular aufgebaute Batterie, bspw. eines Elektrofahrzeuges, nach dem unabhängigen Vorrichtungsanspruch und ein entsprechendes Verfahren nach dem unabhängigen Verfahrensanspruch.
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Für die Versorgung der Elektrofahrzeuge müssen modular aufgebaute Batterien und/oder einzelne Batteriemodule solcher modular aufgebauten Batterien als Ersatzteile vorgehalten werden. Die Versorgung der Elektrofahrzeuge sollte über einen längeren Zeitraum, vorzugsweise von 15 Jahren nach Produktionsende gewährleistet werden. Da es teilweise unterschiedliche Lieferanten für Batterien für gleiche Fahrzeugmodelle gibt und die Batteriemodule der Batterien unterschiedlicher Lieferanten untereinander zumeist nicht kompatibel sind, müssen Ersatzteile für jede Variante der Batterie vorgehalten werden. Dies ist mit einem sehr hohen logistischen Aufwand verbunden. Dazu kommt noch, dass die Batterien bei der Lagerung teilweise temperiert und kontinuierlich oder zumindest in regelmäßigen Zeitabständen bestromt werden müssen (Erhaltungsladung, Prüfung). Die Problematik wird dadurch erschwert, dass die Batterien und/oder einzelne Batteriemodule eine begrenzte zulässige Lagerdauer, bspw. von nur 18 Monaten, aufweisen. Nach Ablauf der zulässigen Lagerdauer gelten die Batterien und/oder Batteriemodule infolge kalendarischer Alterung nicht mehr als neuwertiges Original-Ersatzteil und müssen entsorgt werden. Dies macht eine Nachbestellung von veralteten Technologien beim Lieferanten über 15 Jahre lang erforderlich. Für die Ersatzteil-Bevorratung müsste ein Fahrzeughersteller demnach einen erheblichen Aufwand betreiben, welcher mit hohen Kosten verbunden ist, da die Weiterentwicklung der Batterietechnik sehr schnell voranschreitet. Ein weiterer Nachteil einer Ersatzteil-Bevorratung ist der Abfall, der dabei entsteht. Dieser Abfall ist sehr naturbelastend, da die alten Batterietechnologien zumeist nicht recycelt werden können. Ist bei einer verbauten Batterie, die nicht mehr als Ersatzteil verfügbar ist, nur ein einziges Batteriemodul defekt, so muss die komplette Batterie gegen eine neue Generation getauscht werden. Damit entstehen sehr hohe Reparaturkosten für vergleichsweise geringfügige Schadensfälle.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Batteriemodul für eine modular aufgebaute Batterie, insbesondere eine HV-Batterie, bspw. eines Elektrofahrzeuges, bereitzustellen. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, ein Batteriemodul für eine modular aufgebaute Batterie, bspw. eines Elektrofahrzeuges, zur Verfügung zu stellen, welches einfach und kostengünstig ausgeführt ist, welches universell einsetzbar ist, und welches mit unterschiedlichen Batterietechnologien kompatibel ist. Zudem ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Reparatur einer modular aufgebauten Batterie bereitzustellen.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch ein Batteriemodul für eine modular aufgebaute Batterie, bspw. eines Elektrofahrzeuges, mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruches und durch ein entsprechendes Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruches. In den abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung aufgeführt. Merkmale, die zu den einzelnen Erfindungsaspekten offenbart werden, können in der Weise miteinander kombiniert werden, dass bzgl. der Offenbarung zu den Erfindungsaspekten der Erfindung stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Die Erfindung stellt ein Batteriemodul zum Ersetzen eines Ist-Batteriemoduls in einer modular eingebauten Batterie mit mehreren Ist-Batteriemodulen, das Batteriemodul aufweisend: eine Steuereinheit zum Steuern des Betriebes des Batteriemoduls und einen Zellcontroller zum Überwachen der Zellfunktionalität des Batteriemoduls, wobei das Batteriemodul einen Energiegehalt aufweist, der sich von einem Ist-Energiegehalt des zu ersetzenden Ist-Batteriemoduls unterscheiden kann, und wobei das Batteriemodul zum Einbau in unterschiedlichen modular eingebauten Batterien in Form eines universellen Ersatzbauteils ausgebildet ist.
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Ein Batteriemodul kann im Rahmen der Erfindung mehrere Batteriezellen aufweisen. Das Batteriemodul im Rahmen der Erfindung stellt ein einzeln handhabbares Ersatzbauteil dar. Die Steuereinheit steuert den Betrieb des Batteriemoduls, indem sie den Strom und/oder die Spannung des Batteriemoduls steuert. Zudem ist es denk bar, dass die Steuereinheit das Batteriemodul dem restlichen Verband an Ist-Batteriemodulen elektrisch zu- und/oder abschaltet. Das elektrische Zu oder Abschalten ist optional. Das erfindungsgemäße Batteriemodul könnte auch dauerhaft elektrisch mit dem übrigen Modulverbund verbunden sein. Ist ein separates Zu-/oder Abschalten gewünscht, können hierfür elektrische Schalter (z.B. Schütze oder Halbleiterschalter) im Ersatzbauteil verbaut sein. Alternativ könnten diese elektrischen Schalter auch im DC/DC-Wandler integriert sein. Die Steuereinheit übernimmt mithin eine übergeordnete Kontrolle auf der Modulebene sowie die Kommunikation mit dem Batterie-Management-System der Batterie sowie ggf. den übrigen Modulen. Der Zellcontroller überwacht Betriebsparameter des Batteriemoduls und/oder der einzelnen Batteriezellen innerhalb des Batteriemoduls, wie Strom, Spannung und/oder Temperatur. Der Zellcontroller kann außerdem zusammen mit der Steuereinheit einem passiven oder aktiven Balancing der Batteriezellen innerhalb des Batteriemoduls dienen.
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Der Erfindungsgedanke liegt dabei darin, dass ein universelles Ersatzbauteil bereitgestellt wird, welches in (baulich und/oder technologisch) unterschiedlichen modular aufgebauten Batterien, insbesondere HV-Batterien, bspw. anstelle eines vorhandenen defekten Ist-Batteriemoduls, eingesetzt werden kann. Selbstverständlich ist es denkbar, dass mehrere defekte Ist-Batteriemodule durch mehrere erfindungsgemäße Batteriemodule als Ersatzbauteile ersetzt werden können. Die Erfindung stellt mit anderen Worten ein Ersatzbauteil zur Verfügung, das als ein ‚Retrofit‘ in einer Vielzahl von HV-Batterien verbaut werden kann. Zugleich ist es aber auch denkbar, dass das erfindungsgemäße Batteriemodul als ein Zusatzbauteil, bspw. bei einem wachsenden Batterie-System eingesetzt werden kann.
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Das erfindungsgemäße Batteriemodul kann einen Energieinhalt und ein Leistungs-Liefervermögen aufweisen, welche größer oder gleich dem zu ersetzenden Ist-Batteriemodul sein können. Weiterhin verfügt es über einen eigenen Zellcontroller mit Überwachungsfunktionalität und über eine eigene Steuereinheit. Zudem kann es mit einem DC/DC-Wandler ausgestattet sein, der von der Steuereinheit angesteuert werden kann, wenn seitens der Batterie die Notwendigkeit besteht, das nach außen hin sichtbare U/I-Verhalten des Ersatzbauteils an den Ladezustand der Ist-Batteriemodule anzupassen. Der DC/DC-Wandler kann von der Steuereinheit derart angesteuert werden, dass das erwartete U/I-Verhalten des Batteriemoduls nach außen exakt wie bei einem zu ersetzenden Ist-Batteriemodul nachgebildet wird. Die Überwachung der im erfindungsgemäßen Batteriemodul verbauten Batteriezellen kann bei Bedarf weitgehend autark über den eigenen Zellcontroller und die eigene Steuereinheit erfolgen. Die Steuereinheit kann dann die Funktion eines Datenbus-Gateways erfüllen, welches sicherstellt, dass sich das erfindungsgemäße Batteriemodul gegenüber dem Batteriesystem exakt so verhält wie das Ist-Batteriemodul. Für das erfindungsgemäße Batteriemodul kann ein Adapterrahmen vorgesehen sein, der eine Anpassung des Ersatzbauteils an verschiedene Bauräume, unterschiedliche Modul-Abmessungen, verschiedene mechanische Anbindungspunkte usw. ermöglichen kann. Da davon ausgegangen wird, dass mit dem Batteriemodul nur vergleichsweise alte technische Stände ersetzt werden müssen, wird die Energiedichte der Zellen im Batteriemodul deutlich größer sein als die des Ist-Batteriemoduls. Daher wird es möglich, die Zelleinheit deutlich kleiner zu bauen und im Bauraum des Ist-Batteriemoduls die zusätzlich erforderlichen Komponenten (Steuereinheit, DC/DC-Wandler, ...) unterzubringen. Alternativ können der DC/DC-Wandler und sonstige Zusatzkomponenten auch extern in einem geeigneten Bauraum platziert und über eine geeignete Schnittstelle an das Batteriemodul gekoppelt werden.
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Das erfindungsgemäße Batteriemodul kann vorteilhafterweise mit verbleibenden Ist-Batteriemodulen unterschiedlicher Zelltechnologien eingesetzt werden. Das erfindungsgemäße Batteriemodul kann insbesondere einen größeren Energiegehalt und/oder ein größeres Leistungsliefervermögen aufweisen, da die Batterietechnologien mit der Zeit immer besser werden. Das erfindungsgemäße Batteriemodul kann vorzugsweise kleiner dimensioniert sein als die verbleibenden Ist-Batteriemodule.
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Ferner kann die Erfindung bei einem Batteriemodul einen DC/DC-Wandler vorsehen, um einen Betriebsparameter des Batteriemoduls an einen entsprechenden Betriebsparameter des zu ersetzenden Ist-Batteriemoduls anzupassen. Der DC/DC-Wandler kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn das nach außen hin sichtbare U/I-Verhalten des Batteriemoduls an das U/l-Verhalten der Ist-Batteriemodule angepasst werden muss, bspw., wenn Überwachungsfunktionen und/oder Plausibilitätschecks in der Batterie dies erfordern. Der DC/DC-Wandler kann zwischen dem erfindungsgemäßen Batteriemodul und den verbleibenden Ist-Batteriemodulen geschaltet werden.
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Weiterhin kann die Erfindung bei einem Batteriemodul vorsehen, dass die Steuereinheit dazu ausgeführt ist, den DC/DC-Wandler in Abhängigkeit des entsprechenden Betriebsparameters des zu ersetzenden Ist-Batteriemoduls anzusteuern. Das gewünschte U/I-Verhalten kann in diesem Falle beim Einbau des Batteriemoduls in der Steuereinheit parametrisiert und an die Kapazität des zu ersetzenden Ist-Batteriemoduls angepasst werden. Somit kann ein Ersatzbauteil geschaffen werden, das mit den verbleibenden Ist-Batteriemodulen eingesetzt werden kann, die einen abweichenden Energieinhalt und ein anderes Leistungs-Liefervermögen aufweisen können.
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Im Rahmen der Erfindung ist es des Weiteren denkbar, dass die Steuereinheit dazu ausgeführt sein kann, den DC/DC-Wandler in Abhängigkeit von einem aktuellen State-of-Health von mindestens einem verbleibenden Ist-Batteriemodul der Batterie anzusteuern. Somit kann das Batteriemodul nicht nur an die vorhandene Batterietechnologie, sondern auch an die vorhandenen Begebenheiten in der Batterie, insbesondere an den Alterungszustand der Batterie angepasst werden.
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Zudem kann die Erfindung bei einem Batteriemodul vorsehen, dass die Steuereinheit dazu ausgeführt ist, ein Gateway zwischen dem Batteriemodul und mindestens einem verbleibenden Ist-Batteriemodul der Batterie und/oder einem Batterie-Management-System herzustellen. Die Steuereinheit kann dabei sicherstellen, dass sich das erfindungsgemäße Batteriemodul gegenüber der Batterie exakt so verhält wie das zu ersetzende Ist-Batteriemodul. D.h., es werden in den gleichen Botschaften die gleiche Anzahl an Spannungswerten und sonstigen Daten, wie z .B. Temperatur, kommuniziert, wie bei den anderen Ist-Batteriemodulen in der zu reparierenden Batterie, damit das Batterie-Management-System nicht in einen Fehlerzustand übergeht. Hierbei müssen die tatsächlich anliegenden Signale, die in ihrer Art und Anzahl vom Ist-Batteriemodul abweichen können, z.B. wenn eine abweichende Zellkonfiguration verbaut wurde, in geeigneter Weise angepasst und übersetzt werden. Somit kann ein anpassungsfähiges Ersatzbauteil geschaffen werden, das mit unterschiedlichen Batterien und unterschiedlichen Technologien eingesetzt werden kann.
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Außerdem kann die Erfindung bei einem Batteriemodul mindestens einen Kommunikationsanschluss vorsehen, um eine drahtbehaftete und/oder drahtlose Kommunikations- und/oder Steuerverbindung zwischen dem Batteriemodul und mindestens einem verbleibenden Ist-Batteriemodul der Batterie und/oder einem Batterie-Management-System herzustellen. Zugleich ist es denkbar, dass das Batteriemodul mehrere Arten an drahtbehafteten und/oder drahtlosen Kommunikationsanschlüssen aufweisen kann, um einen flexiblen Einsatz des Batteriemoduls sicherzustellen. Über den mindestens einen Kommunikationsanschluss können vorteilhafterweise Informationen, wie z. B. Sensordaten, und/oder Steuersignale zwischen dem erfindungsgemäßen Batteriemodul und mindestens einem verbleibenden Ist-Batteriemodul der Batterie und/oder einem Batterie-Management-System ausgetauscht werden.
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Ferner kann die Erfindung bei einem Batteriemodul mindestens einen Steckeranschluss vorgesehen, um eine elektrische Verbindung zu mindestens einem verbleibenden Ist-Batteriemodul der Batterie herzustellen. Somit kann das erfindungsgemäße Batteriemodul einfach und bequem innerhalb der Batterie verschaltet werden.
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Weiterhin kann die Erfindung bei einem Batteriemodul einen Adapterrahmen vorsehen, um eine mechanische, insbesondere form- und/oder kraftschlüssige, bspw. eine Steckverbindung, Verbindung mit der Batterie, vorzugsweise mit einem Batteriegehäuse herzustellen. Als Adapterrahmen ist vorzugsweise ein steckbares, insbesondere ausbaubares System, bspw. ein Teleskopsystem, einsetzbar. Somit kann ermöglicht werden, dass das Batteriemodul an unterschiedliche bauliche Abmessungen und verfügbare Räume flexibel angepasst werden kann.
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Des Weiteren kann die Erfindung bei einem Batteriemodul eine Kühleinheit vorsehen, um das Batteriemodul zu temperieren. Auf diese Weise kann ein kühltechnisch unabhängiges Batteriemodul geschaffen werden, das nicht nur nach dem Verbauen in der Batterie, sondern auch bei Lagerung, selbstständig temperierbar ist.
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Zudem ist es im Rahmen der Erfindung denkbar, dass die Kühleinheit dazu ausgeführt sein kann, das Batteriemodul unabhängig von den Ist-Batteriemodulen zu temperieren. Somit kann ein unabhängig betreibbares Batteriemodul auch nach dem Verbauen des Batteriemoduls in der Batterie ermöglicht werden.
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Außerdem ist es im Rahmen der Erfindung denkbar, dass die Kühleinheit dazu ausgeführt sein kann, das Batteriemodul an eine Ist-Kühleinheit der Batterie thermisch anzubinden. Somit können vorhandene Ressourcen in der Batterie für die Kühlung des Batteriemoduls genutzt werden.
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Ferner ist es im Rahmen der Erfindung denkbar, dass die Steuereinheit dazu ausgeführt sein kann, ein Kühlverhalten des Batteriemoduls zu simulieren, das einem entsprechenden Kühlverhalten von mindestens einem Ist-Batteriemodul entspricht. Somit kann ein unabhängig temperierbares Batteriemodul geschaffen werden, der sich thermisch nach außen hin exakt so verhält, wie dies von einem funktionierenden Ist-Batteriemodul erwarten werden könnte.
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Weiterhin wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein Verfahren zum Reparieren einer modular eingebauten Batterie gelöst, die mehrere, bspw. gleich aufgebaute, Ist-Batteriemodule mit einem Ist-Energiegehalt aufweist, wobei anstatt oder anstelle mindestens eines Ist-Batteriemoduls ein Batteriemodul eingesetzt wird, das wie oben beschrieben aufgeführt werden kann.
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur einen beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Batteriemoduls und
- 2 eine schematische Schnittdarstellung einer modular aufgebauten Batterie mit einem erfindungsgemäßen Batteriemodul, welches anstelle eines Ist-Batteriemoduls eingesetzt ist.
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In den verschiedenen Figuren werden die gleichen technischen Merkmale mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, wobei in der Regel ein technisches Merkmal nur einmal beschrieben wird.
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Die 1 und 2 zeigen ein Batteriemodul 10 im Sinne der Erfindung, welches zum Ersetzen eines Ist-Batteriemoduls 101 in einer modular eingebauten Batterie 100 mit mehreren Ist-Batteriemodulen 101 ausgelegt ist. Das Batteriemodul 10 kann mehrere Batteriezellen 11 aufweisen. Das Batteriemodul 10 weist ferner eine Steuereinheit 12 zum Steuern des Betriebes des Batteriemoduls 10 und einen Zellcontroller 14 zum Überwachen der Zellfunktionalität des Batteriemoduls 10 auf. Das Batteriemodul 10 kann einen Energiegehalt aufweisen, der sich von einem Ist-Energiegehalt des zu ersetzenden Ist-Batteriemoduls unterscheiden kann. Erfindungsgemäß ist das Batteriemodul 10 zum Einbau in unterschiedlichen modular eingebauten Batterien 100 in Form eines universellen Ersatzbauteils ausgebildet.
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Das erfindungsgemäße Batteriemodul 10 stellt ein einzeln handhabbares Ersatzbauteil dar, welches in einem schematisch angedeuteten Modulgehäuse 18 untergebracht werden kann. Das Modulgehäuse 18 kann entsprechend abgedichtet sein. An dem Modulgehäuse 18 können entsprechende Kommunikationsanschlüsse K1, K2 und Steckeranschlüsse S1, S2 vorgesehen sein. Die Kommunikationsanschlüsse K1, K2 sind lediglich beispielhaft als CAN-Anschlüsse gezeigt. Sie können ebenfalls drahtlos ausgeführt sein oder mehrere drahtlose und drahtbehaftete Technologien umfassen. Die Kommunikations- und/oder Steuerleitungen 103 außerhalb des Batteriemoduls 10 und die Kommunikations- und/oder Steuerleitungen 13 innerhalb des Batteriemoduls 10 dienen der Kommunikation und/oder der Steuerung der Ist-Batteriemodule 101 und/oder des erfindungsgemäßen Batteriemoduls 10. Die elektrischen Leitungen 109 außerhalb des Batteriemoduls 10 und die elektrischen Leitungen 109 innerhalb des Batteriemoduls 10 dienen der elektrischen Verschaltung der Ist-Batteriemodule 101 und/oder des erfindungsgemäßen Batteriemoduls 10.
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Die Steuereinheit 12 steuert den Betrieb des Batteriemoduls 10, indem sie den Strom I und/oder die Spannung U des Batteriemoduls 10 steuert. Die Steuereinheit 12 übernimmt somit eine übergeordnete Kontrolle des Batteriemoduls 10 auf der Modulebene.
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Zudem ist es denkbar, dass die Steuereinheit 12 das Batteriemodul 10 dem restlichen Verband an Ist-Batteriemodulen 101 elektrisch zu- und/oder abschalten kann. Diese Funktion ist jedoch optional und erfordert zusätzliche elektrische Schalter, die in der 2 lediglich schematisch als Steckeranschlüsse S1, S2 dargestellt sind. Ferner ist es denkbar, dass diese zusätzlichen elektrischen Schalter in den gezeigten Figuren in einem DC/DC-Wandler 15 integriert sein können.
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Zudem kann das Batteriemodul 10 im Sinne der Erfindung mit einem DC/DC-Wandler 15 ausgestattet sein, der von der Steuereinheit 12 angesteuert werden kann, bspw. wenn seitens der Batterie 100 die Notwendigkeit besteht, dass das nach außen hin sichtbare U/I-Verhalten des Batteriemoduls 10 an den Ladezustand der Batterie 100 angepasst werden muss. Der DC/DC-Wandler 15 kann von der Steuereinheit 12 derart angesteuert werden, dass das erwartete U/I-Verhalten des Batteriemoduls 10 nach außen exakt wie bei einem zu ersetzenden Ist-Batteriemodul 101 nachgebildet wird, wenn dieses funktionsfähig wäre. Vorteilhafterweise kann die Steuereinheit 12 dazu ausgeführt sein, den DC/DC-Wandler 15 in Abhängigkeit von einem aktuellen State-of-Health (SoH) von mindestens einem verbleibenden Ist-Batteriemodul 101 der Batterie 100 anzusteuern.
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Der Zellcontroller 14 überwacht mindestens einen Betriebsparameter des Batteriemoduls 10 und/oder der einzelner Batteriezellen 11 innerhalb des Batteriemoduls 10, wie z. B. Strom I, Spannung U und/oder Temperatur T. Der Zellcontroller 14 kann außerdem zusammen mit der Steuereinheit 12 für ein passives oder aktives Balancing der Batteriezellen 11 innerhalb des Batteriemoduls 10 ausgeführt sein. Zwischen der Steuereinheit 12 und dem Zellcontroller 14 kann eine Steuerleitung 16 vorgesehen sein.
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Die Steuereinheit 12 kann ferner die Funktion eines Gateways erfüllen, welches sicherstellt, dass sich das erfindungsgemäße Batteriemodul 10 gegenüber der Batterie 100 exakt so verhält wie das zu ersetzende Ist-Batteriemodul 101. Die Steuereinheit 12 kann in den gleichen Botschaften die gleiche Anzahl an Spannungswerten U und/oder sonstigen Daten, wie z.B. Temperatur T, kommunizieren, wie bei den anderen Ist-Batteriemodulen 101 in der zu reparierenden Batterie 100. Somit kann das Batterie-Management-System 102 das Batteriemodul 10 als ein passendes Ist-Batteriemodul 101 annehmen. Hierbei müssen die tatsächlich an dem Zellcontroller 14 anliegenden Signale, die in Ihrer Art und Anzahl vom Ist-Batteriemodul 101 abweichen können, z.B. wenn eine abweichende Zellkonfiguration verbaut wurde, in entsprechender Weise an die an den Ist-Zellcontroller 104 anliegenden Signale angepasst und/oder übersetzt werden.
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Die Erfindung stellt mithilfe des Batteriemoduls 10 ein universelles Ersatzbauteil bereit, welches in baulich und/oder technologisch unterschiedlichen modular aufgebauten Batterien 100, insbesondere HV-Batterien, bspw. anstelle eines vorhandenen defekten Ist-Batteriemoduls 101, eingesetzt werden kann. Zudem ist es denkbar, dass mehrere defekte Ist-Batteriemodule 101 durch entsprechend mehrere erfindungsgemäße Batteriemodule 10 als Ersatzbauteile ersetzt werden können. Außerdem ist es denkbar, dass das erfindungsgemäße Batteriemodul 10 als ein Zusatzbauteil, bspw. bei einem wachsenden Batterie-System eingesetzt werden kann.
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Das erfindungsgemäße Batteriemodul 10 kann vorteilhafterweise mit verbleibenden Ist-Batteriemodulen 101 unterschiedlicher Zelltechnologien eingesetzt werden. Das erfindungsgemäße Batteriemodul 10 kann insbesondere einen größeren Energiegehalt und/oder ein größeres Leistungsliefervermögen aufweisen, da die neuen Batterien mit voranschreitender Entwicklung immer besser und leistungsfähiger werden. Das erfindungsgemäße Batteriemodul 10 kann vorzugsweise kleiner dimensioniert sein als die verbleibenden Ist-Batteriemodule 101, da die Batterien mit der Zeit immer kleiner werden.
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Für das erfindungsgemäße Batteriemodul 10 kann ein schematisch angedeuteter Adapterrahmen R vorgesehen sein, der eine Anpassung des Ersatzbauteils an verschiedene Bauräume, Modul-Abmessungen, mechanische Anbindungspunkte usw. ermöglichen kann. Alternativ können der DC/DC-Wandler 15 und sonstige Zusatzkomponenten, wie z. B. die Steuereinheit 12, auch extern in einem geeigneten Bauraum platziert und über eine geeignete Schnittstelle an das Modulgehäuse 18 des Batteriemoduls gekoppelt werden.
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Zudem kann im Rahmen eines Batteriemoduls 10 im Sinne der Erfindung eine Kühleinheit 17 vorgesehen sein, um das Batteriemodul 10 zu temperieren. Dabei ist es denkbar, dass die Kühleinheit 17 dazu ausgeführt sein kann, das Batteriemodul 10 unabhängig von den Ist-Batteriemodulen zu temperieren und ein Kühlverhalten des Batteriemoduls 10 zu simulieren, das einem entsprechenden Kühlverhalten von mindestens einem Ist-Batteriemodul 101 entspricht, und/oder das Batteriemodul 10 an eine Ist-Kühleinheit 107 der Batterie 100 thermisch anzuschließen.
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Die voranstehende Beschreibung der Figuren beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern es technisch sinnvoll ist, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Batteriemodul
- 11
- Batteriezelle
- 12
- Steuereinheit
- 13
- Kommunikations- und/oder Steuerleitung
- 14
- Zellcontroller
- 15
- DC/DC-Wandler
- 16
- Steuerleitung
- 17
- Kühleinheit
- 18
- Modulgehäuse
- 19
- elektrische Leitung
- 100
- Batterie
- 101
- Ist-Batteriemodul
- 102
- Batterie-Management-System
- 103
- Kommunikations- und/oder Steuerleitung
- 104
- Ist-Zellcontroller
- 107
- Ist-Kühleinheit
- 108
- Batteriegehäuse
- 109
- elektrische Leitung
- I
- Strom
- K1
- Kommunikationsanschluss
- K2
- Kommunikationsanschluss
- R
- Adapterrahmen
- S1
- Steckeranschluss
- S2
- Steckeranschluss
- T
- Temperatur
- U
- Spannung
