DE102019112372A1 - High-voltage battery for a motor vehicle with module connectors and motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Hochvoltbatterie für ein Kraftfahrzeug aufweisend:- zumindest ein Batteriemodul (2'),- einen Batteriemodulträger (10) zum Halten des Batteriemoduls (2'),- zumindest einen Modulverbinder (14) zum elektrischen Verbinden eines Modulanschlusses (5a', 5b') des Batteriemoduls (2') mit einem batteriemodulexternen Anschluss der Hochvoltbatterie, aufweisend ein erstes Kontaktelement (15a) zum elektrischen Verbinden mit dem Modulanschluss (5a', 5b'), ein zweites Kontaktelement (15b) zum elektrischen Verbinden mit dem batteriemodulexternen Anschluss und ein erstes Verbindungselement (18), und- ein Befestigungssystem (11), welches an dem Batteriemodulträger (10) befestigt ist und zum positionsflexiblen Halten des zumindest einen Modulverbinders (14) ausgebildet ist, und welches eine Vielzahl von zweiten, mit dem ersten Verbindungselement (18) des Modulverbinders (14) zerstörungsfrei lösbar zusammensteckbaren Verbindungselementen (21) aufweist, wobei eine Position des Modulverbinders (14) an dem Batteriemodulträger (10) durch das mit dem ersten Verbindungselement (18) zusammengesteckte zweite Verbindungselement (21) festlegbar ist.Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a high-voltage battery for a motor vehicle having: - at least one battery module (2 '), - a battery module carrier (10) for holding the battery module (2'), - at least one module connector (14) for electrically connecting a module connector (5a ', 5b ') of the battery module (2') with a connection of the high-voltage battery external to the battery module, having a first contact element (15a) for electrical connection to the module connection (5a ', 5b'), a second contact element (15b) for electrical connection to the connection external to the battery module and a first connection element (18), and a fastening system (11) which is fastened to the battery module carrier (10) and is designed to hold the at least one module connector (14) in a positionally flexible manner, and which has a plurality of second connection elements with the first connection element (18) of the module connector (14) has connecting elements (21) which can be plugged together non-destructively and detachably, one position of the Mo Module connector (14) can be fixed to the battery module carrier (10) by the second connecting element (21) plugged together with the first connecting element (18). The invention also relates to a motor vehicle.
Description
Die Erfindung betrifft eine Hochvoltbatterie für ein Kraftfahrzeug aufweisend zumindest ein Batteriemodul, einen Batteriemodulträger zum Halten des zumindest einen Batteriemoduls und zumindest einen Modulverbinder zum elektrischen Verbinden eines Modulanschlusses des zumindest einen Batteriemoduls mit einem batteriemodulexternen Anschluss der Hochvoltbatterie. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a high-voltage battery for a motor vehicle having at least one battery module, a battery module carrier for holding the at least one battery module and at least one module connector for electrically connecting a module connector of the at least one battery module to a connector of the high-voltage battery external to the battery module. The invention also relates to a motor vehicle.
Vorliegend richtet sich das Interesse auf wiederaufladbare Hochvoltbatterien bzw. Hochvoltspeicher für elektrisch antreibbare Kraftfahrzeuge, beispielsweise Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge. Hochvoltbatterien umfassen üblicherweise eine Vielzahl von Batteriezellen, welche zu Batteriemodulen verschaltet sein können und welche auf einem Batteriemodulträger, beispielsweise einem Gehäuseboden eines Batteriegehäuses der Hochvoltbatterie, angeordnet sind. Um die Batteriemodule mit einem batteriemodulexternen Anschluss, beispielsweise einem Modulanschluss eines anderen Batteriemoduls oder einem Hochvoltanschluss der Hochvoltbatterie, zu verschalten, sind aus dem Stand der Technik Modulverbinder bekannt. Diese Modulverbinder sind beispielsweise als Stromschienen ausgebildet, welche aufwändig an den Modulanschlüssen und den batteriemodulexternen Anschlüssen befestigt, beispielsweise verschraubt, werden müssen. Um die Hochvoltbatterie spannungsfrei schalten zu können, müssen die Modulverbinder zwischen den Batteriemodulen und dem Hochvoltanschlüssen auch wieder mit hohem Aufwand gelöst werden.In the present case, the interest is directed to rechargeable high-voltage batteries or high-voltage storage devices for electrically powered vehicles, for example electric vehicles or hybrid vehicles. High-voltage batteries usually include a plurality of battery cells which can be interconnected to form battery modules and which are arranged on a battery module carrier, for example a housing base of a battery housing of the high-voltage battery. In order to interconnect the battery modules with a connection external to the battery module, for example a module connection of another battery module or a high-voltage connection of the high-voltage battery, module connectors are known from the prior art. These module connectors are designed as busbars, for example, which have to be fastened, for example screwed, to the module connections and the connections external to the battery module. In order to be able to de-energize the high-voltage battery, the module connectors between the battery modules and the high-voltage connections have to be detached again with great effort.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hochvoltbatterie für Kraftfahrzeug mit besonders einfach ausgebildeten Modulverbindern bereitzustellen.It is the object of the present invention to provide a high-voltage battery for motor vehicles with particularly simply designed module connectors.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Hochvoltbatterie sowie ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.According to the invention, this object is achieved by a high-voltage battery and a motor vehicle having the features according to the respective independent claims. Advantageous embodiments of the invention are the subject matter of the dependent claims, the description and the figures.
Eine erfindungsgemäße Hochvoltbatterie für ein Kraftfahrzeug weist zumindest ein Batteriemodul und einen Batteriemodulträger zum Halten des zumindest einen Batteriemoduls auf. Außerdem weist die Hochvoltbatterie zumindest einen Modulverbinder zum elektrischen Verbinden eines Modulanschlusses des zumindest einen Batteriemoduls mit einem batteriemodulexternen Anschluss der Hochvoltbatterie auf. Der Modulverbinder umfasst ein erstes Kontaktelement zum elektrischen Verbinden mit dem Modulanschluss, ein zweites Kontaktelement zum elektrischen Verbinden mit dem batteriemodulexternen Anschluss und ein erstes Verbindungselement. Darüber hinaus weist die Hochvoltbatterie ein Befestigungssystem auf, welches an dem Batteriemodulträger befestigt ist und zum positionsflexiblen Halten des zumindest einen Modulverbinders ausgebildet ist. Das Befestigungssystem umfasst eine Vielzahl von zweiten Verbindungselementen, welche mit dem ersten Verbindungselement des zumindest einen Modulverbinders zerstörungsfrei lösbar zusammensteckbar sind, wobei eine Position des Modulverbinders an dem Batteriemodulträger durch dasjenige zweite Verbindungselement des Befestigungssystems, welches mit dem ersten Verbindungselement des Modulverbinders zusammengesteckt ist, festlegbar bzw. auswählbar ist.A high-voltage battery according to the invention for a motor vehicle has at least one battery module and a battery module carrier for holding the at least one battery module. In addition, the high-voltage battery has at least one module connector for electrically connecting a module connection of the at least one battery module to a connection of the high-voltage battery external to the battery module. The module connector comprises a first contact element for electrical connection with the module connection, a second contact element for electrical connection with the connection external to the battery module and a first connection element. In addition, the high-voltage battery has a fastening system which is fastened to the battery module carrier and is designed to hold the at least one module connector in a position-flexible manner. The fastening system comprises a multiplicity of second connection elements which can be detached and non-destructively plugged together with the first connection element of the at least one module connector, wherein a position of the module connector on the battery module carrier can be fixed or fixed by that second connection element of the fastening system which is plugged together with the first connection element of the module connector . is selectable.
Die Hochvoltbatterie ist insbesondere eine wiederaufladbare Traktionsbatterie für ein als Elektro- oder Hybridfahrzeug ausgebildetes Kraftfahrzeug. Die Hochvoltbatterie umfasst eine Vielzahl von Batteriezellen, welche zu dem zumindest einen Batteriemodul verschaltet sind. Das zumindest eine Batteriemodul wird dabei von dem Batteriemodulträger gehalten. Der Batteriemodulträger ist insbesondere plattenförmig ausgebildet und kann beispielsweise ein Gehäuseboden eines Batteriegehäuses der Hochvoltbatterie sein. Die Batteriezellen können beispielsweise als prismatische, zu zumindest einem Zellstapel gestapelte Batteriezellen ausgebildet sein. Über ein Zellkontaktiersystem können die Batteriezellen eines Zellstapels zu dem Batteriemodul verschaltet werden. Zum Verschalten des Batteriemoduls weist dieses zwei Modulanschlüsse in Form von einem Pluspol und einem Minuspol auf. Jeder Modulanschluss kann dabei mit einem batteriemodulexternen Anschluss, beispielsweise mit einem Modulanschluss eines weiteren Batteriemoduls, einem Hochvoltanschluss der Hochvoltbatterie oder einer Schalteinrichtung bzw. Schützbox der Hochvoltbatterie, elektrisch verbunden werden.The high-voltage battery is in particular a rechargeable traction battery for a motor vehicle designed as an electric or hybrid vehicle. The high-voltage battery comprises a plurality of battery cells which are connected to the at least one battery module. The at least one battery module is held by the battery module carrier. The battery module carrier is designed in particular in the form of a plate and can, for example, be a housing base of a battery housing of the high-voltage battery. The battery cells can be designed, for example, as prismatic battery cells stacked to form at least one cell stack. The battery cells of a cell stack can be connected to the battery module via a cell contact system. To interconnect the battery module, it has two module connections in the form of a plus pole and a minus pole. Each module connection can be electrically connected to a connection external to the battery module, for example to a module connection of a further battery module, a high-voltage connection of the high-voltage battery or a switching device or contactor box of the high-voltage battery.
Zum Verschalten des Batteriemoduls mit dem batteriemodulexternen Anschluss wird der zumindest eine Modulverbinder verwendet, welcher positionsflexibel bzw. an mehreren Positionen an dem Befestigungssystem angeordnet werden kann. Der Erfindung liegt hierbei die Erkenntnis zugrunde, dass die räumliche Position des Modulanschlusses des zumindest einen Batteriemoduls in dem Batteriegehäuse abhängig ist von einer Lage des Batteriemoduls auf dem Batteriemodulträger und/oder geometrischen Abmessungen des Batteriemoduls. Die geometrischen Abmessungen eines Batteriemoduls sind abhängig von einer Anzahl an aneinander gestapelten Batteriezellen in dem Batteriemodul und/oder einer Größe der Batteriezellen des Batteriemoduls.To interconnect the battery module with the connection external to the battery module, the at least one module connector is used, which can be arranged flexibly or at several positions on the fastening system. The invention is based on the knowledge that the spatial position of the module connection of the at least one battery module in the battery housing depends on a position of the battery module on the battery module carrier and / or on the geometric dimensions of the battery module. The geometric dimensions of a battery module are dependent on a number of battery cells stacked on top of one another in the battery module and / or a size of the battery cells of the battery module.
Zum positionsflexiblen Anordnen des Modulverbinders an dem Befestigungssystem weist dieses die zweiten Verbindungselemente auf, mit welchen das erste Verbindungselement des Modulverbinders zusammensteckbar ist. Die zweiten Verbindungselemente sind dabei an unterschiedlichen Position verteilt über das Befestigungssystem angeordnet. Beispielsweise kann das Befestigungssystem eine Lochplatte mit einer Matrixanordnung der zweiten Verbindungselemente oder zumindest eine Führungsschiene mit einer Reihenanordnung der zweiten Verbindungselemente aufweisen. Der Modulverbinder wird dabei an derjenigen Position angeordnet, an welcher sich später, wenn das Batteriemodul an dem Batteriemodulträger angeordnet ist, der Modulanschluss dieses Batteriemoduls befindet. Das erste Verbindungselement und das zweite Verbindungselement sind zusammensteckbar und bilden somit eine zerstörungsfrei lösbare Verbindung aus. Im angeordneten Zustand an dem Befestigungssystem ist der zumindest eine Modulverbinder an dem Befestigungssystem fixiert. Dadurch, dass das Befestigungssystem ortsfest an dem Batteriemodulträger, beispielsweise durch Ankleben, angeordnet ist, ist auch der Modulverbinder im angeordneten Zustand an dem Befestigungssystem an dem Batteriemodulträger fixiert. Der Batteriemodulträger, das Befestigungssystem und der zumindest eine Modulverbinder bilden somit ein Modulverbinder-Befestigungssystem aus.For the flexible positioning of the module connector on the fastening system, it has the second connecting elements with which the first connecting element of the module connector can be plugged together. The second connecting elements are distributed over the fastening system at different positions. For example, the fastening system can have a perforated plate with a matrix arrangement of the second connecting elements or at least one guide rail with a row arrangement of the second connecting elements. The module connector is arranged in that position at which the module connection of this battery module is later when the battery module is arranged on the battery module carrier. The first connecting element and the second connecting element can be plugged together and thus form a connection that can be released without destruction. In the arranged state on the fastening system, the at least one module connector is fixed to the fastening system. Because the fastening system is fixedly arranged on the battery module carrier, for example by gluing, the module connector is also fixed to the battery module carrier in the arranged state on the fastening system. The battery module carrier, the fastening system and the at least one module connector thus form a module connector fastening system.
In diesem zusammengesteckten Zustand des Modulverbinder-Befestigungssystems kann die Kontaktierung des Modulverbinders mit dem Modulanschluss des zumindest einen Batteriemoduls erfolgen. Dazu wird beispielsweise das zumindest eine Batteriemodul an dem Batteriemodulträger angeordnet, wobei dabei gleichzeitig der Modulverbinder mit dem Modulanschluss elektrisch verbunden wird. Das erste Verbindungselement und/oder die zweiten Verbindungselemente sind dabei insbesondere aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet, da die elektrische Verbindung zwischen dem Modulanschluss und dem batteriemodulexternen Anschluss über die Kontaktelemente, nicht aber über die Verbindungselemente erfolgen soll. Durch Entfernen des Batteriemoduls von dem Batteriemodulträger kann die elektrische Verbindung zwischen dem Modulanschluss und dem Modulverbinder auf einfache Weise wieder gelöst werden. In this assembled state of the module connector fastening system, the module connector can be contacted with the module connection of the at least one battery module. For this purpose, for example, the at least one battery module is arranged on the battery module carrier, the module connector being electrically connected to the module connection at the same time. The first connection element and / or the second connection elements are in particular formed from an electrically insulating material, since the electrical connection between the module connection and the connection external to the battery module should be made via the contact elements, but not via the connection elements. By removing the battery module from the battery module carrier, the electrical connection between the module connection and the module connector can be released again in a simple manner.
Durch ein solches Modulverbinder-Befestigungssystem kann auf einfache Weise das zumindest eine Batteriemodul mit einem batteriemodulexternen Anschluss verschaltet und in verschalteten Zustand gleichzeitig an dem Batteriemodulträger gehalten werden. Außerdem kann ein solches flexibel Modulverbinder-Befestigungssystem auf einfache Weise an die Ausgestaltung der Hochvoltbatterie, beispielsweise die geometrischen Abmessungen der verwendeten Batteriemodule, angepasst werden.By means of such a module connector fastening system, the at least one battery module can be connected in a simple manner to a connection external to the battery module and at the same time held on the battery module carrier in the connected state. In addition, such a flexible module connector fastening system can be adapted in a simple manner to the configuration of the high-voltage battery, for example the geometric dimensions of the battery modules used.
Besonders bevorzugt ist zumindest das erste Kontaktelement des Modulverbinders im zusammengesteckten Zustand mit dem Befestigungssystem von dem Batteriemodulträger in Richtung des zumindest einen Batteriemoduls abstehend angeordnet. Der Modulanschluss des zumindest einen Batteriemoduls ist an einer dem Batteriemodulträger zugewandten Seite angeordnet, sodass er beim Anordnen des Batteriemoduls auf dem Batteriemodulträger mit dem ersten Kontaktelement des Modulverbinders zusammensteckbar ist. Gemäß dem Stand der Technik sind die Modulanschlüsse zumeist an einer einem Gehäusedeckel des Batteriegehäuses zugwandten Oberseite des Batteriemoduls angeordnet. Dadurch sind die Modulanschlüsse, wenn die Batteriemodule stehend auf dem Gehäuseboden des Batteriegehäuses angeordnet sind, für Fachpersonal zugänglich und können mit den aus dem Stand der Technik bekannten Modulverbindern, beispielsweise den Stromschienen, verbunden werden.Particularly preferably, at least the first contact element of the module connector in the assembled state with the fastening system is arranged protruding from the battery module carrier in the direction of the at least one battery module. The module connection of the at least one battery module is arranged on a side facing the battery module carrier, so that it can be plugged together with the first contact element of the module connector when the battery module is arranged on the battery module carrier. According to the prior art, the module connections are mostly arranged on an upper side of the battery module facing a housing cover of the battery housing. As a result, if the battery modules are arranged upright on the housing bottom of the battery housing, the module connections are accessible to specialist personnel and can be connected to the module connectors known from the prior art, for example the busbars.
Im Gegensatz dazu sind die Modulanschlüsse des zumindest einen Batteriemoduls der erfindungsgemäßen Hochvoltbatterie insbesondere an einer Unterseite des Batteriemoduls angeordnet. Diese Unterseite ist dem Batteriemodulträger, welcher an dem Gehäuseboden angeordnet ist bzw. welcher den Gehäuseboden ausbildet, und hierdurch dem daran befestigten Modulverbinder zugewandt. Zum Bestücken der Hochvoltbatterie wird das Batteriemodul auf den Batteriemodulträger gestellt. Dabei wird das Batteriemodul derart auf dem Batteriemodulträger angeordnet, dass der Modulanschluss beim Anordnen mit dem ersten Kontaktelement des Modulverbinders zusammengesteckt wird. In nur einem Verfahrensschritt können somit das Anordnen des zumindest einen Batteriemoduls an dem Batteriemodulträger und das Kontaktieren des zumindest einen Batteriemoduls erfolgen. Die Anordnung der Modulanschlüsse an der Unterseite des zumindest einen Batteriemoduls weist außerdem den Vorteil auf, dass die Modulanschlüsse im verbundenen Zustand mit den Modulverbindern nicht zugänglich sind und dadurch berührgeschützt angeordnet sind. Somit droht keine Gefährdung von Personen. Auch das Unterbrechen der elektrischen Verbindung kann besonders einfach und gefahrlos durch Wegheben des Batteriemoduls von dem Batteriemodulträger erfolgen.In contrast to this, the module connections of the at least one battery module of the high-voltage battery according to the invention are arranged in particular on an underside of the battery module. This underside faces the battery module carrier, which is arranged on the housing base or which forms the housing base, and thereby faces the module connector fastened thereon. To equip the high-voltage battery, the battery module is placed on the battery module carrier. The battery module is arranged on the battery module carrier in such a way that the module connection is plugged together with the first contact element of the module connector when it is arranged. The arrangement of the at least one battery module on the battery module carrier and the contacting of the at least one battery module can thus take place in just one method step. The arrangement of the module connections on the underside of the at least one battery module also has the advantage that the module connections are not accessible in the connected state with the module connectors and are therefore arranged so that they are protected against accidental contact. This means that there is no danger to people. The electrical connection can also be interrupted in a particularly simple and safe manner by lifting the battery module away from the battery module carrier.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das Befestigungssystem zumindest eine Führungsschiene auf, welche als die zweiten Verbindungselemente Löcher umfasst. Das erste Verbindungselement des zumindest Modulverbinders umfasst zumindest einen Führungsbolzen zum Einstecken in die Löcher der Führungsschiene. Sowohl die Löcher als auch die Führungsbolzen können eine beliebige Querschnittsform aufweisen. Die zumindest eine Führungsschiene kann beispielsweise entlang ihrer Länge mehrere, nebeneinander angeordnete Löcher bzw. Bohrungen aufweisen. In diese Löcher kann der zumindest eine Verbindungsbolzen eingeführt bzw. eingesteckt werden. Die zumindest eine Führungsschiene ist dabei an dem Batteriemodulträger, beispielsweise mittels eines Klebstoffes, befestigt. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Befestigungssystem mehrere Führungsschienen aufweist, welche an dem Batteriemodulträger angeordnet sind. Durch die mehreren Führungsschienen, welche jeweils mehrere zweite Verbindungselemente aufweisen, kann der Modulverbinder besonders positionsflexibel auf dem Batteriemodulträger angeordnet werden. Ein solches Modulverbinder-Befestigungssystem ist in vorteilhafter Weise mit einer Vielzahl von Varianten bzw. Ausgestaltungen der Hochvoltbatterie kompatibel.In an advantageous embodiment of the invention, the fastening system has at least one guide rail which comprises holes as the second connecting elements. The first connecting element of the at least module connector comprises at least one guide bolt for insertion into the holes of the guide rail. Both the holes and the guide pins can have any cross-sectional shape. The at least one guide rail can, for example, have several holes or bores arranged next to one another along its length. At least one can go into these holes Connecting bolts are introduced or inserted. The at least one guide rail is attached to the battery module carrier, for example by means of an adhesive. It can be provided that the fastening system has a plurality of guide rails which are arranged on the battery module carrier. The module connector can be arranged in a particularly flexible manner on the battery module carrier due to the multiple guide rails, which each have multiple second connecting elements. Such a module connector fastening system is advantageously compatible with a large number of variants or configurations of the high-voltage battery.
Vorzugsweise weist das erste Verbindungselement zwei Führungsbolzen auf und die zweiten Verbindungselemente sind durch jeweils zwei Löcher der Führungsschiene gebildet. Es bilden also jeweils zwei, insbesondere nebeneinanderliegende, Löcher ein zweites Verbindungselement aus. So kann im zusammengesteckten Zustand mit den zwei Verbindungsbolzen ein Verdrehen des Modulverbinders verhindert werden und der Modulverbinder besonders exakt und zuverlässig an der zumindest einen Führungsschiene fixiert werden.The first connecting element preferably has two guide bolts and the second connecting elements are each formed by two holes in the guide rail. In each case two holes, in particular adjacent holes, thus form a second connecting element. Rotation of the module connector can thus be prevented in the plugged-together state with the two connecting bolts and the module connector can be fixed particularly precisely and reliably to the at least one guide rail.
Es erweist sich als vorteilhaft, wenn zumindest das erste Kontaktelement durch einen Kontaktbolzen gebildet ist, welcher mit dem Modulanschluss des zumindest einen Batteriemoduls zerstörungsfrei lösbar zusammensteckbar ist. Der Kontaktbolzen kann einen beliebigen Querschnitt aufweisen. Ein solcher Kontaktbolzen ist besonders stabil und kann auf einfache Weise, beispielsweise aus Aluminium, gefertigt werden.It has proven to be advantageous if at least the first contact element is formed by a contact bolt which can be detachably plugged together with the module connection of the at least one battery module in a non-destructive manner. The contact pin can have any cross section. Such a contact bolt is particularly stable and can be manufactured in a simple manner, for example from aluminum.
Es kann vorgesehen sein, dass der batteriemodulexterne Anschluss als ein Modulanschluss eines weiteren Batteriemoduls ausgebildet ist, wobei das erste und das zweite Kontaktelement des Modulverbinders als Kontaktbolzen ausgebildet sind, welche über ein Verbindungsstück elektrisch und mechanisch verbunden sind und an dem Verbindungsstück abstehen, wobei das elektrisch isolierende erste Verbindungselement an dem Verbindungsstück angeordnet ist. Die beiden Kontaktelemente und das Verbindungsstück bilden also eine U-Form aus. Die beiden Kontaktelemente und das Verbindungsstück können beispielsweise einteilig ausgebildet sein. Das Verbindungsstück bildet dabei insbesondere einen horizontalen Abschnitt des elektrisch leitfähigen Teils des Modulverbinders, an dessen gegenüberliegenden Enden die Kontaktelemente als vertikale Abschnitte abstehend angeordnet sind. An dem Verbindungsstück ist das erste Verbindungselement, beispielsweise mittels einer Kunststoffmanschette, angeordnet. Im zusammengesteckten Zustand mit dem Befestigungssystem ist das Verbindungsstück insbesondere parallel zu dem Batteriemodulträger angeordnet, während die Kontaktbolzen senkrecht zu dem Batteriemodulträger angeordnet sind und somit in Hochrichtung orientiert sind. Zum Verschalten der Batteriemodule können die Modulanschlüsse beim Anordnen der Batteriemodule an dem Batteriemodulträger auf die Kontaktbolzen des Modulverbinders aufgesteckt werden.It can be provided that the connection external to the battery module is designed as a module connection of a further battery module, the first and the second contact element of the module connector being designed as contact bolts which are electrically and mechanically connected via a connecting piece and protrude from the connecting piece, the electrical insulating first connecting element is arranged on the connecting piece. The two contact elements and the connecting piece thus form a U-shape. The two contact elements and the connecting piece can, for example, be designed in one piece. The connecting piece forms in particular a horizontal section of the electrically conductive part of the module connector, at the opposite ends of which the contact elements are arranged as vertical sections protruding. The first connecting element is arranged on the connecting piece, for example by means of a plastic sleeve. In the assembled state with the fastening system, the connecting piece is arranged in particular parallel to the battery module carrier, while the contact bolts are arranged perpendicular to the battery module carrier and are thus oriented in the vertical direction. To interconnect the battery modules, the module connections can be plugged onto the contact bolts of the module connector when the battery modules are arranged on the battery module carrier.
Auch kann vorgesehen sein, dass der batteriemodulexterne Anschluss als ein Anschluss einer Schalteinrichtung der Hochvoltbatterie oder als ein Hochvoltanschluss der Hochvoltbatterie gebildet ist, wobei das zweite Kontaktelement einen Hochvoltstecker aufweist, welcher über ein Verbindungsstück mit dem an dem Verbindungsstück abstehenden Kontaktbolzen elektrisch verbunden ist. Das Verbindungsstück ist wiederum als der horizontale Abschnitt ausgebildet, während der Kontaktbolzen den an einem Ende des horizontalen Abschnittes abstehenden vertikalen Abschnitt ausbildet. Der Kontaktbolzen und das Verbindungsstück bilden also eine L-Form aus. Mit dem anderen Ende des Verbindungsstückes ist der Hochvoltstecker verbunden. Das Verbindungsstück und der Hochvoltstecker können dabei unmittelbar oder mittelbar, beispielsweise über ein flexibles Kabel, verbunden sein. Dieser Ausführungsform liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Hochvoltanschluss oder der Anschluss der Schalteinrichtung bzw. Schützbox, welche(r) üblicherweise mit dem Hochvoltanschluss elektrisch verbunden ist, nicht im Bereich des Gehäusebodens, sondern beispielsweise im Bereich des Gehäusedeckels angeordnet ist. Daher weisen diejenigen Modulverbinder des Modulverbinder-Befestigungssystems, welche die Verschaltung aus Batteriemodulen mit dem Hochvoltanschluss oder dem Anschluss der Schützbox verbinden, eine zu den Modulverbindern, welche die Batteriemodule miteinander verbinden, unterschiedliche Ausgestaltung auf.It can also be provided that the connection external to the battery module is formed as a connection of a switching device of the high-voltage battery or as a high-voltage connection of the high-voltage battery, the second contact element having a high-voltage plug, which is electrically connected via a connecting piece to the contact bolt protruding from the connecting piece. The connecting piece is in turn designed as the horizontal section, while the contact pin forms the vertical section protruding at one end of the horizontal section. The contact pin and the connecting piece thus form an L-shape. The high-voltage plug is connected to the other end of the connector. The connecting piece and the high-voltage plug can be connected directly or indirectly, for example via a flexible cable. This embodiment is based on the knowledge that the high-voltage connection or the connection of the switching device or contactor box, which is usually electrically connected to the high-voltage connection, is not arranged in the area of the housing bottom but, for example, in the area of the housing cover. Therefore, those module connectors of the module connector fastening system that connect the interconnection of battery modules to the high-voltage connection or the connection of the contactor box have a different configuration than the module connectors that connect the battery modules to one another.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Modulanschluss des zumindest einen Batteriemoduls eine Aufnahme auf, in welche der Kontaktbolzen des Modulverbinders einsteckbar ist. Die Aufnahme ist zumindest einseitig in Richtung des Batteriemodulträgers offen. Die Aufnahme kann an dem Batteriemodul als ein Sackloch mit beliebigem Querschnitt ausgebildet sein. Vorzugsweise weist der Modulanschluss in der Aufnahme angeordnete Lamellenfedern zum Fixieren des in der Aufnahme angeordneten Kontaktbolzens auf. Diese Lamellenfedern werden beim Einführen des Kontaktbolzens vorgespannt und fixieren somit den Kontaktbolzen und damit das gesamte Batteriemodul.In a development of the invention, the module connection of the at least one battery module has a receptacle into which the contact bolt of the module connector can be inserted. The receptacle is open at least on one side in the direction of the battery module carrier. The receptacle can be formed on the battery module as a blind hole with any cross section. The module connection preferably has lamellar springs arranged in the receptacle for fixing the contact bolt arranged in the receptacle. These lamellar springs are pretensioned when the contact pin is inserted and thus fix the contact pin and thus the entire battery module.
Zur Erfindung gehört außerdem ein Kraftfahrzeug, welches eine erfindungsgemäße Hochvoltbatterie umfasst. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als ein Elektro- oder Hybridfahrzeug ausgebildet und umfasst die Hochvoltbatterie als Traktionsbatterie.The invention also includes a motor vehicle which comprises a high-voltage battery according to the invention. The motor vehicle is designed in particular as an electric or hybrid vehicle and includes the high-voltage battery as a traction battery.
Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Hochvoltbatterie vorgestellten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.The embodiments presented with reference to the high-voltage battery according to the invention and their advantages apply accordingly to the motor vehicle according to the invention.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.Further features of the invention emerge from the claims, the figures and the description of the figures. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.The invention will now be explained in more detail using a preferred exemplary embodiment and with reference to the drawings.
Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer Hochvoltbatterie; -
2 eine schematische Darstellung eines Modulverbinder-Befestigungssystems; -
3 eine schematische Darstellung des Modulverbinder-Befestigungssystems, welches zwei Batteriemodule verbindet; -
4 eine Querschnittsdarstellung eines Modulanschlusses eines Batteriemoduls; -
5 eine Querschnittsdarstellung des Modulanschlusses des Batteriemoduls mit einem Kontaktbolzen; und -
6 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Modulverbinders.
-
1 a schematic representation of a high-voltage battery; -
2 a schematic representation of a module connector fastening system; -
3 a schematic representation of the module connector fastening system, which connects two battery modules; -
4th a cross-sectional view of a module connection of a battery module; -
5 a cross-sectional view of the module connection of the battery module with a contact bolt; and -
6th a schematic representation of an embodiment of a module connector.
In den Figuren sind gleiche sowie funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Identical and functionally identical elements are provided with the same reference symbols in the figures.
In
Die Batteriemodule
Außerdem weist das Modulverbinder-Befestigungssystem
Das Befestigungssystem
Zum Kontaktieren der Batteriemodule
In
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019112372.0A DE102019112372A1 (en) | 2019-05-13 | 2019-05-13 | High-voltage battery for a motor vehicle with module connectors and motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE102019112372.0A DE102019112372A1 (en) | 2019-05-13 | 2019-05-13 | High-voltage battery for a motor vehicle with module connectors and motor vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102019112372A1 true DE102019112372A1 (en) | 2020-11-19 |
Family
ID=73018644
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102019112372.0A Pending DE102019112372A1 (en) | 2019-05-13 | 2019-05-13 | High-voltage battery for a motor vehicle with module connectors and motor vehicle |
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Citations (5)
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2019
- 2019-05-13 DE DE102019112372.0A patent/DE102019112372A1/en active Pending
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