DE102019216545A1 - Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs Download PDF

Info

Publication number
DE102019216545A1
DE102019216545A1 DE102019216545.1A DE102019216545A DE102019216545A1 DE 102019216545 A1 DE102019216545 A1 DE 102019216545A1 DE 102019216545 A DE102019216545 A DE 102019216545A DE 102019216545 A1 DE102019216545 A1 DE 102019216545A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
battery
voltage battery
switch
battery cells
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102019216545.1A
Other languages
English (en)
Inventor
Mirko Herrmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE102019216545.1A priority Critical patent/DE102019216545A1/de
Priority to KR1020200136310A priority patent/KR102588963B1/ko
Priority to JP2020179409A priority patent/JP2021068709A/ja
Priority to US17/082,335 priority patent/US20210126233A1/en
Priority to CN202011171485.2A priority patent/CN112736299A/zh
Publication of DE102019216545A1 publication Critical patent/DE102019216545A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/28—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the electric energy storing means, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • H01M10/0418—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes with bipolar electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/463—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/54—Connection of several leads or tabs of plate-like electrode stacks, e.g. electrode pole straps or bridges
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/581—Devices or arrangements for the interruption of current in response to temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/18—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for batteries; for accumulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/11—Electric energy storages
    • B60Y2400/112—Batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hochvoltbatterie (12) eines Kraftfahrzeugs (2), mit einer Anzahl an miteinander elektrisch kontaktierten Batteriezellen (18), die jeweils ein Gehäuse (20) mit einem positiven Anschluss (24) und einem negativen Anschluss (26) aufweisen. In jedem Gehäuse (20) sind ein erster Leiter (46), der mit dem positiven Anschluss (24) elektrisch kontaktiert ist, und ein zweiter Leiter (48), der mit dem negativen Anschluss (26) elektrisch kontaktiert ist, angeordnet. Zwischen den Leitern (46, 48) ist eine Anzahl an galvanischen Elementen (30) elektrisch in Reihe geschaltet, die jeweils eine Kathode (34), eine Anode (32) und einen dazwischen angeordneten Separator (36) aufweisen, wobei benachbarte galvanische Elementen (30) über jeweils eine Bipolarplatte (40) aneinander anliegen. Zwischen einen der Leiter (46, 48) und den zugeordneten Anschluss (24, 26) ist ein fernbetätigter Schalter (50) mit einem Steuereingang (52) geschaltet, der mit einem Steueranschluss (28) des Gehäuses (20) elektrisch kontaktiert ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren (60) zum Betrieb einer Hochvoltbatterie (12) sowie eine Batteriezelle (18) einer Hochvoltbatterie (12).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere ein Elektrofahrzeug und somit elektrisch angetrieben. Hierbei dient die Hochvoltbatterie insbesondere als Energiespeicher zur Versorgung eines elektromotorischen Antriebs des Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb einer Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs.
  • Kraftfahrzeuge sind zunehmend elektrisch ausgestaltet, beispielsweise als Hybridkraftfahrzeug oder als vollständiges Elektrofahrzeug, und weisen daher eine Hochvoltbatterie auf. Mittels derer erfolgt bei Betrieb eine Speisung eines Elektromotors, der für den Antrieb des Kraftfahrzeugs herangezogen wird. Bei einem Beschleunigungsvorgang des Kraftfahrzeugs wird der Hochvoltbatterie eine vergleichsweise große Energiemenge entnommen. Damit das Gewicht der elektrischen Leitungen zwischen der Hochvoltbatterie und dem Elektromotor nicht übermäßig erhöht ist, wie es bei einer vergleichsweise hohen Stromtragfähigkeit erforderlich ist, wird mittels der Hochvoltbatterie eine vergleichsweise große elektrische Gleichspannung bereitgestellt, die meist zwischen 400 V und 800 V liegt.
  • Die Hochvoltbatterie umfasst daher eine bestimmte Anzahl an galvanischen Elementen, die zur Bereitstellung der vorgegebenen elektrischen Spannung geeignet miteinander verschaltet sind. Damit eine vergleichsweise hohe Energiedichte bei vorgegebenem Bauraum erreicht wird, werden als galvanische Elemente üblicherweise Lithium-Ionen Elemente verwendet. Um eine Skalierbarkeit und Montage der Hochvoltbatterie zu ermöglichen, sind die galvanischen Elementen auf zueinander baugleiche Batteriezellen, auch als (Batterie-)Modul bezeichnet, aufgeteilt, die jeweils ein geschlossenes Gehäuse mit zwei Anschlüssen aufweisen. Innerhalb jedes Gehäuses sind dabei die jeweiligen galvanischen Elemente angeordnet, die zur Bereitstellung einer bestimmten elektrischen Spannung geeignet miteinander verschaltet sind. Auch sind die galvanischen Elemente elektrisch mit den beiden Anschlüsse kontaktiert, sodass bei Betrieb an diesen die mittels der galvanischen Elemente bereitgestellte elektrische Spannung anliegt.
  • Die Batteriezellen wiederum sind miteinander geeignet verschaltet, wobei mittels der Verschaltung die mittels der Hochvoltbatterie bereitgestellte elektrische Spannung bestimmt ist. Damit auch eine vergleichsweise hohe Leistungsanforderung an die Hochvoltbatterie ermöglicht und dabei eine übermäßige Erwärmung vermieden ist, ist es erforderlich, dass die Verschaltung der einzelnen Batteriezellen vergleichsweise niederohmig ist. Hierfür ist es erforderlich, dass ein vergleichsweise geringer Kontaktwiderstand zwischen diesen vorhanden ist. Deswegen werden meist Metallplatten verwendet, die mit den entsprechenden Anschlüsse verschweißt werden.
  • Falls ein Defekt einer der galvanischen Elementen und somit der jeweiligen Batteriezelle oder ein sonstiger Defekt der Batteriezelle auftritt, ist es erforderlich, das Kraftfahrzeug zunächst stillzusetzen und die Metallplatten aufzutrennen sowie die defekte Batteriezelle zu entnehmen. Somit ist ein vergleichsweise großer Aufwand vorhanden. Auch ist in dem Zeitraum zwischen dem Erkennen des Defekts der Batteriezelle und dem Entfernen der defekten Batteriezelle ein Beeinflussung von weiteren Batteriezellen durch die defekte Batteriezelle möglich, was zu einem Fehlverhalten der vollständigen Hochvoltbatterie führen kann. Dabei ist in der defekten Batteriezelle sowie den die defekte Batteriezelle umgebenden weiteren Batteriezellen der Hochvoltbatterie meist noch elektrische Energie gespeichert, was einen Schaden bei Auftritt des Fehlverhaltens vergrößert. Somit sei Betriebssicherheit verringert.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders geeignete Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs sowie ein besonders geeignetes Verfahren zum Betrieb eine Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs als auch eine besonders geeignete Batteriezelle einer Hochvoltbatterie anzugeben, wobei vorteilhafterweise eine Betriebssicherheit vergrößert ist.
  • Hinsichtlich der Hochvoltbatterie wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1, hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 6 und hinsichtlich der Batteriezelle durch die Merkmale des Anspruchs 10 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
  • Die Hochvoltbatterie ist ein Bestandteil eines Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug ist dabei bevorzugt landgebunden und weist vorzugsweise eine Anzahl an Rädern auf, von denen zumindest eines, vorzugsweise mehrere oder alle, mittels eines Antriebs angetrieben sind. Geeigneterweise ist eines, vorzugsweise mehrere, der Räder steuerbar ausgestaltet. Somit ist es möglich, das Kraftfahrzeug unabhängig von einer bestimmten Fahrbahn, beispielsweise Schienen oder dergleichen, zu bewegen. Dabei ist es zweckmäßigerweise Weise möglich, das Kraftfahrzeug im Wesentlichen beliebig auf einer Fahrbahn zu positionieren, die insbesondere aus einem Asphalt, einem Teer oder Beton gefertigt ist. Das Kraftfahrzeug ist beispielsweise ein Nutzkraftwagen, wie ein Lastkraftwagen (Lkw) oder ein Bus. Besonders bevorzugt jedoch ist das Kraftfahrzeug ein Personenkraftwagen (Pkw).
  • Das Kraftfahrzeug weist insbesondere einen Antrieb auf, mittels dessen eine Fortbewegung des Kraftfahrzeugs erfolgt. Zum Beispiel ist der Antrieb, insbesondere der Hauptantrieb, zumindest teilweise elektrisch ausgestaltet, und das Kraftfahrzeug ist beispielsweise ein Elektrofahrzeug. Somit weist das Kraftfahrzeug für den Vortrieb einen Elektromotor auf. Der Elektromotor wird mittels der Hochvoltbatterie betrieben. Vorzugsweise ist zwischen der Hochvoltbatterie und dem Elektromotor ein elektrischer Umrichter angeordnet, mittels dessen die Bestromung des Elektromotors eingestellt wird. In einer Alternative weist der Antrieb zusätzlich einen Verbrennungsmotor auf, sodass das Kraftfahrzeug als Hybrid-Kraftfahrzeug ausgestaltet ist.
  • Mittels der Hochvoltbatterie wird zweckmäßigerweise eine elektrische Gleichspannung bereitgestellt, wobei die elektrische Spannung zum Beispiel zwischen 200 V und 800 V und beispielsweise im Wesentlichen 400 V beträgt. Die Hochvoltbatterie weist eine Anzahl an Batteriezellen auf, also zwei, drei oder mehr Batteriezellen, die zweckmäßigerweise zueinander baugleich sind. Die Batteriezellen, jeweils auch als Batteriemodul, Modul oder Zelle bezeichnet, sind miteinander elektrisch kontaktiert, vorzugsweise mittels Zellverbindern, wobei als Zellverbinder vorzugsweise jeweils eine Metallplatte herangezogen wird. Geeigneterweise umfasst die Hochvoltbatterie ein Batteriegehäuse, innerhalb dessen sämtliche Batteriezellen angeordnet sind, was eine Sicherheit erhöht. Das Batteriegehäuse ist bevorzugt aus einem Metall gefertigt, beispielsweise einem Stahl, wie einem Edelstahl, oder einem Aluminium und/oder in einem Druckgussverfahren. Insbesondere ist das Batteriegehäuse verschlossen ausgestaltet. Zweckmäßigerweise ist in das Gehäuse eine Schnittstelle eingebracht, die einen Anschluss der Hochvoltbatterie bildet. Die Schnittstelle ist dabei elektrisch mit den Batteriezellen kontaktiert, sodass ein Einspeisen von elektrischer Energie in die Batteriezellen und/oder eine Entnahme von elektrischer Energie aus den Batteriezellen von außerhalb der Hochvoltbatterie möglich ist, sofern an den Anschluss ein entsprechender Stecker gesteckt ist. Hierbei ist der Stecker vorzugsweise ein Bestandteil einer Stromleitung des Kraftfahrzeugs. Somit sind die Hochvoltbatterie und daher auch die Batteriezellen zweckmäßigerweise wiederaufladbar ausgestaltet.
  • Jede der Batteriezellen weist ein Gehäuse auf, das einen positiven Anschluss und einen negativen Anschluss umfasst. Mit den Anschlüsse ist im Montagezustand jeweils einer der etwaigen Zellverbinder elektrisch kontaktiert und geeigneterweise an diese angeschweißt. Die Anschlüsse sind vorzugsweise aus einem Metall erstellt, beispielsweise einem Kupfer, und weisen vorzugsweise eine vergleichsweise geringen spezifischen Widerstand auf. Der Rest des Gehäuses ist beispielsweise aus einem Kunststoff oder besonders bevorzugt aus einem Metall gefertigt, wie einem Stahl, insbesondere Edelstahl, oder einem Aluminium. Vorzugsweise wird zur Herstellung ein Druckgussverfahren verwendet. Die Anschlüsse sind elektrisch gegenüber den weiteren Bestandteilen des Gehäuses isoliert, und vorzugsweise mit einem Kunststoffring oder dergleichen umgeben. Das Gehäuse ist zweckmäßigerweise geschlossen, sodass ein Eindringen von Fremdpartikeln in das Gehäuse unterbunden ist.
  • In dem Gehäuse ist eine Anzahl an galvanischen Elementen angeordnet, wobei eines der galvanischen Elemente elektrisch mit einem erste Leiter und ein anderes der galvanischen Elemente mit einem zweiten Leiter elektrisch kontaktiert ist. Der erste Leiter ist mit dem positiven Anschluss elektrisch kontaktiert, und der zweite Leiter ist elektrisch mit dem negativen Anschluss elektrisch kontaktiert. Beispielsweise sind die Leiter einstückig mit dem jeweiligen galvanischen Element oder mittels des jeweiligen galvanischen Elements gebildet. Alternativ hierzu sind diese separate Bauteile oder an die jeweiligen Anschlüsse angeformt und somit mit diesen einstückig. Jedes galvanisches Element weist eine Kathode, eine Anode und einen dazwischen angeordneten Separator auf. Zudem sind benachbarte galvanische Elemente über jeweils eine Bipolarplatte miteinander verbunden und liegen über diese zweckmäßigerweise aneinander an. Somit ist ein gestapelter Aufbau aus Kathode, Separator, Anode und Bipolarplatte gebildet, wobei an der Bipolarplatte die Kathode des nächsten galvanischen Elements anliegt. Somit sind sämtliche galvanischen Elemente elektrisch in Reihe geschaltet. Insbesondere bilden die Leiter das Ende der Verschaltung der galvanischen Elemente. Aufgrund der Verschaltung wird die mittels jedes der galvanischen Elemente bereitgestellte elektrische Spannung erhöht. Die mittels jeder Batteriezelle bereitgestellte elektrische Spannung ist somit gleich dem Vielfachen der mittels eines der galvanischen Elemente bereitgestellten elektrischen Spannung, wobei das Vielfache gleich der Anzahl der galvanischen Elemente ist.
  • Jede Batteriezelle weist ferner einen fernbetätigten Schalter auf, der innerhalb des Gehäuses angeordnet und zwischen einen der Leiter und den dem Leiter zugeordneten Anschluss elektrisch geschaltet ist. Der fernbetätigte Schalter weist einen Steuereingang auf, wobei in Abhängigkeit eines an dem Steuereingang anliegenden elektrischen Potentials der Schaltzustand des Schalters eingestellt ist. Beispielsweise ist der Schalter ein mechanischer Schalter, wie ein Relais oder Schütz. Besonders bevorzugt ist der Schalter ein Halbleiterschalter, wie ein MOSFET, ein IGBT oder ein GTO. Der Steuereingang ist mit einem Steueranschluss des Gehäuses elektrisch kontaktiert. Der Steuereingang ist zweckmäßigerweise in gleicher Art wie der erste/zweite Anschluss ausgestaltet und/oder vorzugsweise mittels eines Kunststoffrings umgeben, sodass dieser elektrisch von weiteren Bestandteilen des Gehäuses isoliert ist. Somit ist es möglich, von außerhalb des Gehäuses den fernbetätigten Schalter zu betätigen, nämlich indem ein entsprechen elektrische Spannung/Potential an den Steueranschluss angelegt wird. Beispielsweise ist der Steuereingang mittels lediglich eines einzigen Anschlusses gebildet, und der Steueranschluss weist somit lediglich einen einzigen Anschluss auf. In diesem Fall dient insbesondere ein etwaiges an dem zugeordneten Anschluss oder dem zugeordneten Leiter anliegendes elektrisches Potential als Referenzpotenzial zur Ansteuerung des Schalters. Alternativ hierzu weist sowohl der Steuereingang als auch der Steueranschluss jeweils zwei Anschlüsse auf, wobei mittels eines der Anschlüsse das jeweilige Referenzpotenzial bereitgestellt ist.
  • Da der fernbetätigten Schalter vorhanden ist, ist es möglich, von außerhalb der Batteriezelle die galvanischen Elemente von dem jeweiligen Anschluss elektrisch zu trennen, sodass zwischen den beiden Anschlüssen keine elektrische Potentialdifferenz mehr anliegt. Daher ist es möglich, eine der Batteriezellen von den restlichen Batteriezellen der Hochvoltbatterie abzutrennen, sodass diese Batteriezelle nicht mehr für den Betrieb der Hochvoltbatterie verwendet wird. Mit anderen Worten ist es möglich, eine der Batteriezellen abzuschalten. Hierbei ist es besondere möglich, eine defekte Batteriezelle bei Betrieb des Kraftfahrzeugs von den weiteren Batteriezellen zu trennen, sodass auch weiterhin ein sicherer Betrieb der Hochvoltbatterie möglich ist, wenn auch mit verminderter Kapazität. Da in dem Gehäuse die galvanischen Elemente elektrisch in Reihe geschaltet sind, ist es erforderlich, eine vergleichsweise große elektrische Spannung zu schalten. Dabei ist jedoch der mit dem fernbetätigten Schalter, im Weiteren auch insbesondere lediglich nur als Schalter bezeichnet, geführte elektrische Strom vergleichsweise gering, sodass hierfür vergleichsweise kostengünstiges Bauteil verwendet werden kann. Da sich zudem der Schalter innerhalb des Gehäuses der Batteriezellen befindet, sind die weiteren Bestandteile der Hochvoltbatterie von diesem mittels des Gehäuses getrennt und daher isoliert. Somit ist bei einem etwaigen Versagen des Schalters und/oder eine Ausbreitung eines Lichtbogens aufgrund des Schaltvorgangs eine Beschädigung dieser vermieden. Auch erfolgt mittels des Schalters keine Beeinflussung der Zellverbinder, weswegen die Anschlüsse von benachbarten Batteriezellen vergleichsweise niederohmig verbunden werden können, was eine Effizienz der Hochvoltbatterie erhöht.
  • Beispielsweise ist der Schalter geschlossen, wenn an dem Steueranschluss kein Signal, insbesondere keine elektrische Spannung, anliegt. Besonders bevorzugt jedoch ist der Schalter geöffnet, wenn an dem Steuerschluss kein Signal, also insbesondere keine elektrische Spannung oder elektrisches Potential, anliegt. Somit ist bei einer fehlerhaften Ansteuerung des Steueranschlusses, beispielsweise aufgrund eines Abreißens einer damit verbundenen elektrischen Leitung, die jeweilige Batteriezelle von den weiteren Batteriezellen der Hochvoltbatterie getrennt weswegen eine Sicherheit erhöht ist. Beispielsweise weist die Hochvoltbatterie lediglich derartige Batteriezellen auf. In einer Alternative hierzu umfasst die Hochvoltbatterie auch weitere Batteriezellen, wobei diese Batteriezellen keinen fernbetätigten Schalter aufweisen. Insbesondere ist die Hochvoltbatterie mittels der Batteriezellen gebildet, wobei sämtliche Batteriezellen zweckmäßigerweise jeweils den Schalter aufweisen. Alternativ hierzu umfasst das die Hochvoltbatterie noch zusätzlich Komponenten, wie ein Batteriemanagementsystem, mittels dessen ein Laden und Entladen der einzelnen Batteriezellen eingestellt und/oder überwacht wird. Vorzugsweise ist hierbei das etwaige Batteriemanagementsystem (BMS) innerhalb des etwaigen Batteriegehäuses angeordnet.
  • Vorzugsweise umfassen die galvanischen Elemente zudem einen Elektrolyten, wobei Elektrolyten der benachbarten galvanischen Elemente geeigneterweise mittels der jeweiligen Bipolarplatte zueinander getrennt sind. Zum Beispiel ist der Elektrolyt ein flüssiger oder gelförmiger Elektrolyt. Geeigneterweise sind die galvanischen Element Lithium-Ionen Akkumulatoren, was bei vorgegebenem Gewicht eine Energiedichte erhöht. Insbesondere ist der Separator aus einer Polyolefin-Membran gefertigt. Zum Beispiel ist die Bipolarplatte aus einem Aluminium gefertigt, wobei eine der den zugeordneten galvanischen Elementen zugewandte Seiten mit Nickel beschichtet ist. Alternativ hierzu umfasst die Bipolarplatte insbesondere eine Nickelfolie, die auf einen weiteren Bestandteil aufgebracht ist, oder mittels derer die Bipolarplatte gebildet ist. In einer weiteren Alternative besteht die Bipolarplatte aus reinem Kupfer oder Nickel.
  • Geeigneterweise umfasst jedes galvanische Elements einen Kunststoffrahmen, oder zumindest ist ein derartiger Kunststoffrahmen jedem der galvanischen Element zugeordnet. Der Kunststoffrahmen ist geeigneterweise im Wesentlichen rechteckförmig Zum Beispiel ist der Kunststoffrahmen aus einem Polypropylen (PP), einem Polyethylen (PE), einem Polyamid (PA), einem Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS), einem Polylactid (PLA), einem Polymethylmethacrylat (PMMA), einem Polycarbonat (PC), einem Polyethylenterephthalat (PET), einem Polystyrol (PS), einem Polyvinylchlorid (PVC), einem Polyphenylensulfid (PPS), einem Polyphenylenether (PPE), einem Polyetherimid (PEI), einem Polyetheretherketon (PPEK), einem Polyethersulfon (PES), einem Polybenzimidazol (PBI), einem Nylon oder einem Komposit gefertigt.
  • Mittels des Kunststoffrahmens ist zum Beispiel die Anode aufgenommen, sodass diese von dem Kunststoffrahmen umgeben ist. Besonders bevorzugt jedoch ist die jeweilige Kathode von dem Kunststoffrahmen aufgenommen, der somit die Kathode umfangsseitig umgibt. Zweckmäßigerweise steht dabei die Kathode über den Kunststoffrahmen nicht über und schließen somit bündig mit diesem ab. Ferner ist jeder Separator endseitig an dem jeweiligen Kunststoffrahmen befestigt. Somit sind auch die Befestigung sowie das Einbringen der Kathode erleichtert. Geeigneterweise ist auf der dem Separator gegenüberliegenden Seite der Kunststoffrahmen mittels der Bipolarplatte verschlossen, sodass die Kathode bzw. die Anode sicher innerhalb des Kunststoffrahmens gehalten ist. Vorzugsweise ist an dem Separator zusätzlich die Anode angebunden. Somit ist es möglich, die einzelnen galvanischen Elemente als jeweiliges Modul bereitzustellen, was eine Montage sowie deren Herstellung erleichtert. Geeigneterweise ist jeder Kunststoffrahmen an einem Gestell angebunden und zum Beispiel in entsprechende Aufnahmen des Gestells eingeschoben und/oder an diesem befestig. Mittels des Gestells erfolgt eine Stabilisierung der Kunststoffrahmen und somit auch der vollständigen galvanischen Elemente. Besonders bevorzugt sind hierbei zwischen den einzelnen Kunststoffrahmen sowie mittels des Gestells separate Räume geschaffen, die jeweils mit dem entsprechenden Elektrolyt des jeweils zugeordneten galvanischen Elements befüllt sind. Insbesondere sind hierbei die Räume mittels des Gestells sowie der Kunststoffrahmen zueinander abgetrennt, sodass ein Übertritt der Elektrolyten zu benachbarten galvanische Elementen unterbunden ist. Somit eine Betriebssicherheit erhöht.
  • Beispielsweise ist der Schalter zwischen den zweiten Leiter und den negativen Anschluss eingebracht. Besonders bevorzugt jedoch ist der Schalter zwischen den ersten Leiter und den positiven Anschluss geschaltet und somit zwischen diese eingebracht. In Folge dessen ist es möglich, das positive Potential der Batteriezelle von der Hochvoltbatterie abzutrennen. Geeigneterweise ist dabei der negative Anschluss elektrisch gegen Masse geführt, sodass für jede Batteriezelle auch weiterhin ein elektrisches Bezugspotential vorhanden ist, nämlich Masse, unabhängig von dem Zustand des Schalters.
  • Beispielsweise ist lediglich ein einziger Schalter vorhanden. Besonders bevorzugt jedoch weist jede Batteriezelle einen weiteren fernbetätigten Schalter auf, der zum Beispiel baugleich zu dem fernbetätigten Schalter ist oder sich von diesem unterscheidet. Der weitere fernbetätigte Schalter ist zweckmäßigerweise ein MOSFET, ein IGBT oder GTO und weist einen weiteren Steuereingang auf. Der weitere fernbetätigten Schalter ist zwischen den negativen Anschluss und den zweiten Leiter geschaltet, wenn der Schalter zwischen den positiven Anschluss und den ersten Leiter geschaltet ist. Somit ist es möglich, mittels Betätigung des Schalters sowie des weiteren Schalters sämtliche galvanischen Elemente der jeweiligen Batteriezelle elektrisch von den Anschlüssen zu trennen, sodass an den Anschlüssen dieser Batteriezelle keine elektrische Spannung anliegt, oder sodass diese zumindest nicht durch die galvanischen Elemente dieser Batteriezelle beeinflusst ist. Somit werden sämtliche galvanischen Elemente derjenigen Batteriezelle, deren Schalter geöffnet sind, von den weiteren Komponenten der Hochvoltbatterie und/oder des Kraftfahrzeugs getrennt, weswegen eine Sicherheit erhöht ist.
  • Beispielsweise ist der Steuereingang des weiteren Schalters mit einem weiteren Steueranschluss des Gehäuses elektrisch kontaktiert, wobei der weitere Steueranschluss vorzugsweise baugleich zu dem Steueranschluss ist. Somit ist es möglich, den Schalter und den weiteren Schalter separat zueinander zu betätigen. Besonders bevorzugt jedoch ist der weitere Steuereingang elektrisch mit dem (einzigen) Steueranschluss des Gehäuses elektrisch kontaktiert. Somit wird bei Anlegen eines Signals an den Steueranschluss sowohl der Schalter als auch der weitere Schalter betätigt, weswegen eine Abschaltung der Batteriezellen vergleichsweise einfach ist und zu einem vergleichsweise sicheren Zustand führt.
  • Beispielsweise sind die Batteriezellen zueinander elektrisch in Reihe geschaltet, oder zumindest ein Teil der Batteriezellen ist zueinander elektrisch in Reihe geschaltet. Besonders bevorzugt jedoch sind die Batteriezellen zueinander elektrisch parallel geschaltet. Somit ist bei Öffnen eines der Schalter lediglich diese Batteriezelle von den weiteren Bestandteilen der Hochvoltbatterie getrennt (abgeschaltet), und eine Beeinflussung einer an der Hochvoltbatterie anliegenden elektrischen Spannung erfolgt nicht. Lediglich die Kapazität der Batteriezelle ist vermindert, nämlich um den Betrag, den die abgeschaltete Batteriezellen sonst bereitgestellt. Somit ist auch ein Betrieb der Hochvoltbatterie auch dann möglich, wenn bei einer oder mehreren der Batteriezellen der Schalter geöffnet ist. Vorzugsweise wird mittels jeder der Batteriezellen eine elektrische Gleichspannung von 400 V bis 800 V bereitgestellt. Insbesondere weist hierfür jede der Batteriezellen eine entsprechende Anzahl an galvanischen Elementen auf, die elektrisch in Reihe geschaltet sind. Vorzugsweise sind hierbei sämtliche galvanischen Elemente jeder Batteriezelle zueinander elektrisch in Reihe geschaltet. Somit ist es möglich, dass mittels jeder der Batteriezellen eine vergleichsweise große elektrische Spannung bereitgestellt ist. Alternativ hierzu umfasst jede Batteriezelle mehrere Stränge oder dergleichen, wobei in jedem der Stränge die galvanischen Elemente zueinander elektrisch in Reihe geschaltet sind, und wobei die einzelnen Stränge zueinander parallel zwischen den beiden Leitern elektrisch geschaltet sind.
  • Das Verfahren dient dem Betrieb einer Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug ist beispielsweise ein landgebundenes Kraftfahrzeug und zweckmäßigerweise mehrspurig ausgestaltet. Das Kraftfahrzeug ist zum Beispiel eines Nutzkraftwagens (Nkw). Besonders bevorzugt jedoch ist das Kraftfahrzeug ein Personenkraftwagen (Pkw). Alternativ hierzu ist das Kraftfahrzeug beispielsweise einspurig und beispielsweise ein Motorrad. Das Kraftfahrzeug umfasst zweckmäßigerweise einen elektrischen Antrieb, der elektrisch mit der Hochvoltbatterie verbunden ist, insbesondere über einen Umrichter. Somit erfolgt eine Bestromung des Antriebs mittels der Hochvoltbatterie. Auch ist auf diese Weise ein Einspeisen von Energie in die Hochvoltbatterie möglich, insbesondere sofern der Antrieb generatorisch betätigt wird. Der Antrieb wirkt insbesondere auf etwaige Räder des Kraftfahrzeugs. Zum Beispiel ist der Antrieb mittels eines Elektromotors oder mehrere Elektromotoren gebildet. Alternativ hierzu umfasst der Antrieb zusätzlich einen Verbrennungsmotor, mittels dessen die Elektromotoren bzw. der Elektromotoren unterstützt werden.
  • Die Hochvoltbatterie weist eine Anzahl an miteinander elektrisch kontaktierten Batteriezellen auf, wobei jede Batteriezelle jeweils ein Gehäuse mit einem positiven Anschluss und mit einem negativen Anschluss umfasst. In jedem Gehäuse ist ein erster Leiter, der mit dem positiven Anschluss elektrisch kontaktiert ist, und ein zweiter Leiter, der mit dem negativen Anschluss elektrisch kontaktiert ist, angeordnet. Zwischen den Leitern ist eine Anzahl an galvanischen Elementen elektrisch in Reihe geschaltet, die jeweils eine Kathode, eine Anode und einen dazwischen angeordneten Separator aufweist, wobei benachbarte galvanische Elemente über jeweils eine Bipolarplatte aneinander anliegen. Zwischen einem der Leiter und dem zugeordneten Anschluss ist ein fernbetätigten Schalter mit einem Steuereingang geschaltet, der mit einem Steueranschluss des Gehäuses elektrisch kontaktiert ist.
  • Das Verfahren sieht vor, dass überprüft wird, ob eine Bedingung vorliegt. Dann wenn die Bedingung vorliegt wird einer der Schalter der Batteriezellen geöffnet. Hierfür wird insbesondere ein entsprechendes Signal an den Steueranschluss angelegt, sodass der jeweilige Schalter geöffnet wird. Aufgrund des Verfahrens ist es somit möglich, einzelne Batteriezellen der Hochvoltbatterie von weiteren Bestandteilen der Hochvoltbatterie und somit des Kraftfahrzeugs zu trennen. Zumindest jedoch wird eine elektrische Spannung der Hochvoltbatterie und/oder deren Kapazität bei Öffnen des Schalters eingeschränkt. Unter (ab-)trennen wird somit insbesondere das Abtrennen der jeweiligen galvanischen Elemente der betroffenen Batteriezelle von den weiteren Bestandteilen des Kraftfahrzeugs verstanden. Die außerhalb der Batteriezelle vorhandenen Verbindungen bleiben dabei zweckmäßigerweise unverändert. Dann, wenn die Bedingung vorliegt, wird beispielsweise lediglich ein einziger, mehrere oder sämtliche Schalter der Hochvoltbatterie betätigt, wobei bei jedem geöffneten Schalter jeweils eine der Batteriezellen von den weiteren Bestandteilen der Hochvoltbatterie getrennt wird. Insbesondere sind die Batteriezellen zu unterschiedlichen Gruppen zusammengefasst, sodass eine Segmentierung der Hochvoltbatterie erfolgt. Hierbei ist insbesondere jeder der Gruppen jeweils eine separate Bedingung zugeordnet, und es wird auf das Vorliegen von unterschiedlichen Bedingungen überprüft. Bei Vorliegen einer der Bedingungen wird die jeweils zugeordnete Gruppe an Batteriezellen getrennt, indem deren jeweilige Schalter betätigt werden.
  • Geeigneterweise umfasst die Hochvoltbatterie eine Steuereinheit, mittels derer zumindest teilweise das Verfahren durchgeführt wird. Die Steuereinheit ist somit geeignet, insbesondere vorgesehen und eingerichtet, das Verfahren zumindest teilweise durchzuführen. Die Steuereinheit umfasst geeigneterweise einen Mikroprozessor, der beispielsweise programmierbar ausgestaltet ist. Alternativ oder in Kombination hierzu umfasst die Steuereinheit ein anwendungsspezifischer Schaltkreis (ASIC). Zum Beispiel erfolgt das Erfassen der Bedingung mittels der Steuereinheit. Insbesondere wird hierbei über ein etwaiges Bussystem des Kraftfahrzeugs ausgelesen, ob die Bedingung vorliegt. Hierfür ist die Hochvoltbatterie, geeigneterweise Steuereinheit, signaltechnisch mit dem Bussystem verbunden.
  • Zum Beispiel wird als Bedingung das Durchführen einer Montage herangezogen. Mit anderen Worten wird dann, wenn eine oder mehrere der Batteriezellen zur Hochvoltbatterie zusammengeschlossen werden, zumindest einer der Schalter geöffnet. Nachdem erstmalig Laden und/oder Entladen jeder Batteriezelle liegt an den jeweiligen Anschlüssen bei geschlossenem Schalter ein elektrisches Potential an, das für die die Montage durchführende Person ein Sicherheitsrisiko darstellt. Auch ist es möglich, dass eine Umgebung oder weitere Bestandteile des Kraftfahrzeugs elektrisch in Kontakt mit den Anschlüssen geraten und/oder diese überbrücken. Aufgrund der Betätigung des Schalters, nämlich des Öffnen des Schalters, ist diese Gefahr reduziert. Insbesondere werden dabei sämtliche Schalter der Hochvoltbatterie geöffnet, sodass an der vollständigen Hochvoltbatterie keine elektrische Spannung anliegt. Somit ist auch bei einem unachtsamen oder unsachgemäßen Anordnen der Batteriezellen sowie der Zellverbinder eine Beschädigung vermieden. Zudem ist die Montage erleichtert, da nicht sichergestellt werden muss, dass kein weiteres Bauteil in elektrischen Kontakt mit einem der Anschlüsse der Batteriezellen gelangt.
  • Alternativ oder in Kombination hierzu wird als Bedingung eine Wartung der Hochvoltbatterie herangezogen, also dann wenn beispielsweise der Elektrolyt nachgefüllt wird oder die Batteriezellen optisch auf eine Beschädigung hin überprüft werden. Beispielsweise wird bei der Wartung lediglich der Schalter derjenigen Batteriezelle geöffnet, die gewartet wird. Besonders bevorzugt jedoch werden sämtliche Schalter geöffnet, sodass sämtliche Batteriezellen getrennt werden, und sodass mittels der Hochvoltbatterie keine elektrische Spannung bereitgestellt wird. Da zwischen den Anschlüssen der Batteriezellen keine elektrische Spannung anliegt, ist die Wartung vereinfacht.
  • In einer Alternative hierzu wird als Bedingung eine Fehlfunktion einer der Batteriezellen herangezogen. Hierbei sieht das Verfahren insbesondere vor, dass zunächst die Fehlfunktion erfasst wird, beispielsweise mittels eines entsprechenden Sensors. Die Fehlfunktion ist beispielsweise aufgrund einer mechanischen Beschädigungen und/oder einer elektrischen Überbelastung vorhanden. Die Fehlfunktion ist beispielsweise ein Kurzschluss der Batteriezelle, insbesondere aufgrund eines internen Fehlverhaltens der galvanischen Elemente. Alternativ hierzu erfolgt der Kurzschluss aufgrund eines Fremdkörpers.
  • Zum Beispiel wird dann, wenn die Fehlfunktion erfasst wird, direkt die betroffene Batteriezelle mittels Öffnen des Schalters von den weiteren Bestandteilen der Hochvoltbatterie und somit des Kraftfahrzeugs abgetrennt. Besonders bevorzugt jedoch werden zunächst sämtliche verbleibenden Batteriezellen mittels Öffnen des jeweiligen Schalters abgetrennt, sodass bei einer Energieentnahme aus der Hochvoltbatterie zunächst die die Fehlfunktion aufweisende Batteriezelle entleert wird. Sofern das Kraftfahrzeug bewegt wird, und hierfür ein Elektromotor herangezogen wird, wird somit der Elektromotor zunächst mittels der fehlerhaften Batteriezelle gespeist, bis diese entleert ist. Im Anschluss hieran wird der Schalter der fehlerhaften Batteriezelle geöffnet, und die Schalter der verbleibenden Batteriezellen werden geschlossen, sodass ein ungestörter Weiterbetrieb des Kraftfahrzeugs möglich ist. Bei einem nachfolgenden weiteren Betrieb des Kraftfahrzeugs verbleibt der Schalter der fehlerhaften Batteriezellen zweckmäßigerweise geöffnet bis diese in seiner Werkstatt die Hochvoltbatterie überprüft wird. Hierbei wird beispielsweise die fehlerhafte Batteriezelle ausgetauscht.
  • Sofern das Kraftfahrzeug nicht bewegt wird, oder eine Rückspeisung einer elektrische Energie in die Hochvoltbatterie möglich wäre, Beispiel aufgrund eines Generators im Betriebs des Elektromotors, wird geeigneterweise von der Hochvoltbatterie eine Aufforderung zum Abruf der gespeicherten elektrischen Energie ausgesandt und vorzugsweise in ein etwaiges Bussystem des Kraftfahrzeugs eingespeist. Zweckmäßigerweise wird anschließend in Abhängigkeit der Aufforderung ein Nebenaggregat des Kraftfahrzeugs betrieben, beispielsweise eine Heizung, wie eine Sitzheizung oder eine Scheibenheizung, wie eine Frontscheibenheizung oder eine Heckscheibenheizung. Alternativ oder in Kombination wird eine elektrische Klimaanlage oder ein Außenspiegel betrieben. Somit dient die in der fehlerhaften Batteriezelle gespeicherte elektrische Energie nicht zur Erfüllung einer Anforderung eines Nutzers. Aufgrund der Entleerung jedoch ist eine nachfolgende Überbelastung der Batteriezelle und somit der Hochvoltbatterie vermieden, die zu einem thermischen Versagen führen könnte. Auch hier wird dann, wenn die Batteriezelle entleert ist, oder die darin gespeicherte elektrische Energie einen Grenzwert unterschreitet, der Schalter geöffnet, und der Schalter bleibt zweckmäßigerweise so lange geöffnet, bis eine Wartung oder ein Austausch durch eine Werkstatt oder dergleichen erfolgt.
  • Zum Beispiel wird lediglich die Batteriezelle, die die Fehlfunktion aufweist, mittels des Schalters abgetrennt, insbesondere nachdem ein Entladen der Batteriezelle erfolgte. Besonders bevorzugt jedoch werden auch zusätzlich die jeweilige Batteriezelle umgebenden benachbarten Batteriezellen abgetrennt, indem deren jeweilige Schalter geöffnet werden. Vorzugsweise werden hierbei diese Batteriezellen ebenfalls zunächst Entladen, und im Anschluss hieran werden die jeweiligen Schalter betätigt. Mittels der umgebenen Batteriezellen ist somit ein Abstand zu der die Fehlfunktion aufweisen Batteriezelle und den weiteren für den Betrieb der Hochvoltbatterie herangezogenen Batteriezellen geschaffen. Somit wird eine Erwärmung der fehlerhaften Batteriezelle durch die weiterhin verwendeten Batteriezellen sowie umgekehrt mittels der zusätzlich abgeschalteten Batteriezellen verhindert, was eine Sicherheit erhöht.
  • Alternativ oder in Kombination hierzu wird als Bedingung herangezogen, dass eine Temperatur der Hochvoltbatterie kleiner als ein Grenzwert ist. Für das Verfahren wird somit zunächst die Temperatur der Hochvoltbatterie gemessen, wofür zweckmäßigerweise ein entsprechender Sensor herangezogen wird. Alternativ hierzu wird die Temperatur der Hochvoltbatterie über das etwaige Bussystem des Kraftfahrzeugs abgefragt. In einer weiteren Alternative wird die Temperatur der Hochvoltbatterie anhand einer Umgebungstemperatur abgeleitet, wobei die Umgebungstemperatur vorzugsweise über das Bussystem abgefragt wird. Dann wenn die Temperatur kleiner als der Grenzwert ist, wird einer der Schalter, vorzugsweise mehrere der Schalter der Hochvoltbatterie geöffnet, wobei zumindest einer der Schalter geschlossen bleibt. Der Grenzwert ist beispielsweise 10 °C, 0 °C, -5 °C oder -10 °C. Insbesondere unterschreitet die Temperatur den Grenzwert bei einem Start des Kraftfahrzeugs, zum Beispiel sofern das Kraftfahrzeug für eine bestimmte Zeitdauer still stand, wie 1 Stunde, 2 Stunden, 5 Stunden oder 10 Stunden. In einer Alternative wird angenommen, dass die Temperatur den Grenzwert unterschreitet, wenn als Jahreszeit Winter herrscht und das Kraftfahrzeug für die bestimmte Zeitdauer still stand.
  • Beispielsweise wird hierbei ein Viertel, die Hälfte oder Dreiviertel sämtlicher Schalter geöffnet, wobei die verbleibenden geschlossen bleiben, sodass eine Energieentnahme lediglich aus Dreiviertel, der Hälfte oder einem Viertel der Batteriezellen erfolgt. Hierbei heizen sich die Batteriezellen, aus denen die Energie entnommen wird, auf, sodass die Temperatur der Hochvoltbatterie erhöht wird. Dabei ist die Effizienz der Batteriezellen, aus denen Energie entnommen wird, aufgrund der geringen Temperatur sowie der verstärkten Energieentnahme vergleichsweise gering. Dann, wenn die Temperatur der Hochvoltbatterie den Grenzwert überschreitet, werden sämtliche Schalter geschlossen, weswegen der Energieentnahme aus sämtlichen Batteriezellen erfolgt. Da nun sämtliche Batteriezellen eine Temperatur aufweisen, die größer als der Grenzwert ist, ist die Energieentnahme vergleichsweise effizient. Auch ist die Effizienz erhöht, da nun sämtliche Batteriezellen für die Energieentnahme bereitstehen.
  • Beispielsweise werden stets die gleichen Schalter geöffnet, und die gleichen Schalter bleiben geschlossen, wenn die Temperatur der Hochvoltbatterie kleiner als der Grenzwert ist. Besonders bevorzugt jedoch wird bei der Auswahl der zu öffnenden Schalter eine vorherige Betätigung der Schalter berücksichtigt. Hierbei unterbleibt insbesondere ein Öffnen der Schalter, die bei einem vorherigen Vorliegen der Bedingung, also einem vorherigen Unterschreiten des Grenzwerts durch die Temperatur geöffnet wurden. Somit erfolgt ein sukzessiver Wechsel der für die erste Energieentnahme oder zumindest für die Energieentnahme, wenn die Temperatur kleiner als der Grenzwert ist, herangezogenen Batteriezellen, weswegen ein übermäßiger Verschleiß lediglich eines Teils der Batteriezellen vermieden ist. Vielmehr erfolgt eine ausgewogene Belastung, weswegen eine Lebensdauer der Hochvoltbatterie erhöht ist.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Hochvoltbatterie, die insbesondere gemäß einem obengenannten Verfahren betrieben ist.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine Batteriezelle einer derartigen Hochvoltbatterie. Die Batteriezelle weist somit ein Gehäuse mit einem positiven Anschluss und einem negativen Anschluss auf, wobei in dem Gehäuse ein erster Leiter, der mit dem positiven Anschluss elektrisch kontaktiert ist, und ein zweiter Leiter, der mit dem negativen Anschluss elektrisch kontaktiert ist, angeordnet ist, zwischen denen eine Anzahl an galvanischen Elementen elektrisch in Reihe geschaltet ist, die jeweils eine Kathode, eine Anode und einen dazwischen angeordneten Separator aufweisen, wobei benachbarte Batteriezellen über jeweils eine Bipolarplatte aneinander anliegen, und wobei zwischen einen der Leiter und den zugeordneten Anschluss ein fernbetätigter Schalter mit einem Steuereingang geschaltet ist, der mit einem Steueranschluss des Gehäuses elektrisch kontaktiert ist. Das Gehäuse ist bevorzugt zumindest teilweise aus einem Metall gefertigt, wobei die Anschlüsse, also auch der Steueranschluss, elektrisch gegenüber weiteren Bestandteilen des Gehäuses isoliert sind.
  • Die im Zusammenhang mit der Hochvoltbatterie beschriebenen Vorteile und Weiterbildungen sind sinngemäß auch auf das Verfahren/Kraftfahrzeug/Zelle sowie untereinander zu übertragen und umgekehrt.
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
    • 1 schematisch vereinfacht ein Kraftfahrzeug, das eine Hochvoltbatterie mit mehreren Batteriezellen aufweist,
    • 2 in einer Schnittdarstellung schematisch eine der Batteriezellen, die eine Anzahl an galvanischen Elementen aufweist,
    • 3 perspektivisch vereinfacht eines der galvanischen Elemente,
    • 4, 5 jeweils eine weitere Ausführungsform der Batteriezelle gemäß 2,
    • 6 ein Verfahren zum Betrieb der Hochvoltbatterie, und
    • 7 -9 jeweils schematisch vereinfacht die Hochvoltbatterie in unterschiedlichen Zuständen.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • In 1 ist schematisch vereinfacht ein Kraftfahrzeug 2 in Form eines Personenkraftwagens (Pkw) gezeigt. Das Kraftfahrzeug weist eine Anzahl an Rädern 4 auf, von denen zumindest einige mittels eines Antriebs 6 angetrieben sind, der einen Elektromotor 8 umfasst. Sofern lediglich der Elektromotor 8 vorhanden ist, ist das Kraftfahrzeug 2 als Elektrofahrzeug ausgebildet. In einer nicht näher dargestellten Variante ist zusätzlich ein Verbrennungsmotor vorhanden, sodass das Kraftfahrzeug 2 ein Hybridfahrzeug ist. Der Elektromotor 8 ist elektrisch über einen Umrichter 10 mit einer Hochvoltbatterie 12 elektrisch verbunden, sodass eine Bestromung des Elektromotors 8 über den Umrichter 10 erfolgt, der mittels der Hochvoltbatterie 10 gespeist wird. Sofern der Elektromotor 8 aufgrund einer Abbremsung des Kraftfahrzeugs 2 generatorisch betrieben wird, wird dabei mittels des Elektromotors 8 und des Umrichters 10 elektrische Energie in die Hochvoltbatterie 12 eingespeist.
  • Die Hochvoltbatterie 12 weist ein Batteriegehäuse 14 aus einem Metall, nämlich einem Edelstahl, auf, wobei in eine Seite davon eine Schnittstelle 16 eingebracht ist, an den der Elektromotor 8 angeschlossen ist. In einer Alternative ist das Batteriegehäuse 14 aus einem verzinkten Blech oder einem sonstigen verzinkten Material gefertigt, wobei auf die Zinkschicht bevorzugt ein Lack aufgebracht ist, sodass das Batteriegehäuse 14 lackiert ist. Mittels der Hochvoltbatterie 12 wird an der Schnittstelle 16 eine elektrische Gleichspannung in Höhe von 400 V bereitgestellt wird. Innerhalb des Batteriegehäuses 14 der Hochvoltbatterie 10 sind mehrere zueinander baugleiche Batteriezellen 18 angeordnet. Die Batteriezellen 18 sind mit einem nicht näher dargestellten Batteriemanagementsystem verbunden, das ebenfalls in dem Batteriegehäuse 14 angeordnet ist. Die elektrische Verbindung der Batteriezellen 18 mit der Schnittstelle 16 erfolgt über das Batteriemanagementsystem, das somit elektrisch mit der Schnittstelle 16 verbunden ist. Die Batteriezellen 18 sind elektrisch zueinander parallel geschaltet, und mittels jeder Batteriezelle 18 wird die an der Schnittstelle 16 anliegende elektrische Spannung bereitgestellt, nämlich 400 V. Somit ist die an der Schnittstelle 16 anliegende elektrische Spannung unabhängig von der Anzahl der Batteriezellen 18. Die Kapazität der Hochvoltbatterie 12 wird jedoch von der Anzahl der in dem Batteriegehäuse 14 angeordneten Batteriezellen 18 bestimmt.
  • In 2 ist in einer Schnittdarstellung schematisch vereinfacht eine der zueinander baugleichen Batteriezellen 18 dargestellt. Die Batteriezelle 18 weist ein Gehäuse 20 mit einem Gehäusegrundkörper 22 auf, der aus einem Aluminium erstellt ist. Hierbei wird beispielsweise ein massiver Gehäusegrundkörper 22 aus dem Aluminium gefertigt. In einer Alternative wird hierfür eine Aluminium-Verbundfolie verwendet, die eine Aluminiumfolie aufweist, die ein- oder beidseitig mit einem oder mehreren verschiedene Kunststoffen beschichtet ist. Der Gehäusegrundkörper 22 ist beispielsweise eine sognennte prismatische Zelle oder „Can Cell“ (Dosenzelle). In einer Alternative ist der Gehäusegrundkörper 22 als Pouch-Zelle ausgeführt. In einer weiteren Variante ist der Gehäusegrundkörper 22 aus einem Edelstahl in einem Druckgussverfahrens erstellt.
  • Der Gehäusegrundkörper 22 ist im Wesentlichen quaderförmig. Ferner weist das Gehäuse 20 einen positiven Anschluss 24, einen negativen Anschluss 26 sowie einen Steueranschluss 28 auf, die aus einem Kupfer erstellt und in den Gehäusegrundkörper 22 eingebracht sind. In einer weiteren Alternative ist der positive Anschluss 24 aus einem Aluminium und der negative Anschluss 26 aus reinem Kupfer oder vernickeltem Kupfer erstellt. Zwischen dem Gehäusegrundkörper 22 sowie den Anschlüssen 24, 26, 28 ist jeweils ein nicht näher dargestellter Isolierring angeordnet, sodass ein elektrischer Kurzschluss zwischen den Anschlüssen 24, 26, 28 über den Gehäusegrundkörper 22 vermieden ist. Sämtliche positiven Anschlüsse 24 der Batteriezellen 18 der Hochvoltbatterie 12 sind im Montagezustand mittels nicht näher dargestellter Zellverbinder zur Bereitstellung der elektrischen Parallelschaltung miteinander elektrisch kontaktiert. Ebenso sind sämtliche negativen Anschlüsse 26 der Batteriezellen 18 zur Bereitstellung der elektrischen Parallelschaltung mittels eines gemeinsamen Zellverbinders elektrisch verbunden.
  • Die Zellverbinden sind jeweils mittels einer Metallplatte bereitgestellt und mit den zugeordneten Anschlüssen 24, 26 verschweißt, sodass ein vergleichsweise geringe elektrische Kontaktwiderstand zwischen den einzelnen Batteriezellen 18 vorhanden ist.
  • Innerhalb des Gehäuses 20 sind mehrere galvanische Elemente 30 angeordnet, von denen fünf in 2 dargestellt ist. Jedes galvanische Element 30 ist ein Lithium-Ionen-Akkumulator, und weist eine entsprechende Anode 32 sowie eine Kathode 34 auf. Zwischen jeder Anode 32 und jeder Kathode 34 ist ein Separator 36 angeordnet, der mittels einer Polyolefin-Membran bereitgestellt ist. Ferner ist jedem galvanischem Element 30 ein Kunststoffrahmen 38 zugeordnet, der im Wesentlichen rechteckförmig ausgestaltet und aus einem Polyethylen (PE) gefertigt ist. Mittels jedes Kunststoffrahmens 38 ist die jeweils zugeordnete Kathode 34 aufgenommen, wie in 3 in einer transparenten perspektivischen Darstellung eines der galvanischen Elemente 30 gezeigt. Hierbei umgibt der Kunststoffrahmen 38 die zugeordnete Kathode 34 umfangsseitig, und die Kathode 34 steht über den Kunststoffrahmen 38 nicht über. An dem Kunststoffrahmen 38 ist der Separator 36 befestigt, sodass die Kathode 34 innerhalb des Kunststoffrahmens 38 stabilisiert wird. An dem Separator 36 wiederum ist die jeweilige Anode 32 befestigt. Auf der dem Separator 36 gegenüberliegenden Seite des Kunststoffrahmens 38 ist eine Bipolarplatte 40 an dem Kunststoffrahmen 38 befestigt. Die Bipolarplatte 40 ist aus einer Aluminiumplatte erstellt, die auf einer Seite mit einem Nickel beschichtet ist. In einer Alternative ist die Bipolarplatte 40 aus reinem Kupfer oder Nickel gefertigt.
  • Die galvanischen Elemente 30 mit dem jeweils zugeordneten Kunststoffrahmen 38 sind als Baueinheit und somit als Modul gefertigt, und werden zur Montage der Batteriezelle 18 in ein Gestell 42 eingeschoben sowie an diesem befestigt. Hierbei liegen die benachbarten galvanischen Elemente 30 über die jeweils zugeordnete Bipolarplatte 40 aneinander an. Somit sind sämtliche galvanischen Elemente 30 elektrisch in Reihe geschaltet. Das Gestell 42 ist aus dem gleichen Kunststoff wie die Kunststoffrahmen 38 gefertigt, und mittels des Gestells 42 werden die Kunststoffrahmen 38 umfangsseitig vollständig umgeben, sodass zwischen den einzelnen Kunststoffrahmen 38 jeweils Kammern 44 gebildet sind, die zueinander getrennt sind. Die Kammern 44 sind mit einem nicht näher dargestellten Elektrolyten befüllt, wobei ein Übertritt des Elektrolyt zwischen benachbarten Kammern 44 mittels der Kunststoffrahmen 38 unterbunden ist. Der Kunststoffrahmen 38 sowie das Gestell 42 ist sind dabei inert gegen den verwendeten Elektrolyten. Aufgrund des Aufbaus wird die Batteriezelle 18 wird insbesondere auch als Bipolar-Stapelzelle bezeichnet.
  • Mit dem einen Ende der elektrischen Reihenschaltung der galvanischen Elemente 30 ist ein erster Leiter 46 und mit dem verbleibende Ende ein zweiter Leiter 48 elektrisch kontaktiert. Somit sind zwischen den beiden Leitern 46, 48 die galvanischen Elemente 30 elektrisch in Reihe geschaltet. Der zweite Leiter 48 ist elektrisch direkt mit dem negativen Anschluss 26 kontaktiert. Der erste Leiter 46 ist mit dem positiven Anschluss 24 über einen Schalter 50 elektrisch kontaktiert, der fernbetätigt ist und einen Steuereingang 52 aufweist. Zusammenfassend ist zwischen den ersten Leiter 46 und den positiven Anschluss 24 der Schalter 50 geschaltet. Als Schalter 50 wird ein Leistungshalbleiterschalter in Form eines MOSFET herangezogen.
  • Der Steuereingang 52 des Schalters 50 ist mit dem Steueranschluss 28 des Gehäuses 20 elektrisch kontaktiert. In Abhängigkeit eines an dem Steueranschluss 28 angelegten elektrischen Potentials wird der Schalter 50 betätigt, sodass ein elektrischer Stromfluss von dem ersten Leiter 46 zu dem positiven Anschluss 24 eingestellt werden kann. Hierbei ist der mittels des Schalters 50 zu schaltende elektrische Stromfluss vergleichsweise gering, jedoch ist die elektrische Spannung gleich der mittels der Hochvoltbatterie 12 bereitgestellten elektrischen Spannung, nämlich 400 V.
  • In 4 ist eine Abwandlung der in 2 dargestellten Batteriezelle 18 gezeigt. Als Unterschied zur vorhergehenden Ausführungsform ist nunmehr der zweite Leiter 48 nicht mehr direkt mit dem negativen Anschluss 26 verbunden, sondern über einen weiteren Schalter 54, der fernbetätigt und baugleich zu dem Schalter 50 ist und somit einen weiteren Steuereingang 56 aufweist. Der weitere Steuereingang 56 ist ebenfalls elektrisch mit dem Steueranschluss 28 direkt kontaktiert. Somit wird bei Anlegen eines entsprechenden elektrischen Potentials an den Steueranschluss 28 sowohl der Schalter 50 als auch der weitere Schalter 54 betätigt und somit die elektrische Verbindung der galvanischen Element 30 zu dem positiven Anschluss 24 sowie zu dem negativen Anschluss 26 unterbrochen.
  • In 5 ist eine Abwandlung der in 4 gezeigten Batteriezelle 18 dargestellt. Auch hier ist wiederum der weitere Schalter 54 mit dem weiteren Steuereingang 56 vorhanden. Diese ist jedoch nicht mehr mit dem Stromanschluss 28 des Gehäuses 20 elektrisch kontaktiert sondern mit einem weiteren Steueranschluss 58 des Gehäuses, der baugleich zu dem Stromanschluss 28 ist. Eine weitere Änderung der Batteriezelle 18 hingegen ist nicht vorhanden. Somit ist es möglich, die beiden Schalter 50, 54 unabhängig voneinander zu betätigen.
  • In 6 ist ein Verfahren 60 zum Betrieb der Hochvoltbatterie 12 dargestellt. In einem ersten Arbeitsschritt 62 wird überprüft, ob eine Bedingung 64 vorliegt. Wenn die Bedingung 64 erfüllt ist, wird ein zweiter Arbeitsschritt 66 durchgeführt, in dem zumindest der Schalter 50 und/oder der weitere Schalter 54, sofern diese vorhanden sind, zumindest einer der Batteriezellen 18 betätigt, nämlich geöffnet, wird. Somit wird diese Batteriezelle 18 von der Schnittstelle 16 abgetrennt, sodass kein elektrischer Stromfluss von deren jeweiligen Anschlüssen 24, 26 zu der Schnittstelle 16 mehr ermöglicht. Das Betätigen des Schalters 50 sowie des etwaigen weiteren Schalters 54 erfolgt in Abhängigkeit der jeweiligen Bedingung 64 direkt nach Erfassen der Bedingung 64 oder erst nach Durchführung von weiteren Arbeitsschritten.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung wird als die Bedingung 64 die Durchführung einer Montage oder Wartung der Hochvoltbatterie 12 herangezogen. Bei dieser soll zum Beispiel die vollständige Hochvoltbatterie 12 aus dem Kraftfahrzeug 2 ausgebaut werden, oder einzelne der Batteriezellen 18 sollen ausgetauscht werden. Auch ist es möglich, dass der Elektrolyt bei zumindest einer der Batteriezellen 18 in die jeweiligen Kammern 44 nachgefüllt wird. Sobald die Wartung bzw. Montage gestartet wird, werden sämtliche Schalter 50 und auch sämtliche weiteren Schalter 54 geöffnet, sofern diese vorhanden sind. Folglich liegt an keinem der positiven Anschlüsse 24 und auch nicht der negativen Anschlüsse die eine mittels der jeweiligen galvanischen Elementen 30 bereitgestellte elektrische Spannung an, weswegen die Arbeiten ungestört durchgeführt werden können. Hierbei ist eine Sicherheit erhöht. Mit anderen Worten dient das Verfahren 60 der Realisierung eines Personen- und Arbeitsschutzes.
  • Bei einer Alternative wird als Bedingung 64 herangezogen, dass eine Temperatur der Hochvoltbatterie 12 kleiner als ein Grenzwert ist, der 0 °C. In diesem Fall wird die Hochvoltbatterie 12, die in 7 schematisch gezeigt ist, und in diesem Beispiel fünfundzwanzig Batteriezellen 18 aufweist, in zwei Gruppen aufgeteilt, wobei der erste Gruppe 68 insgesamt zehn der Batteriezellen 18 zugewiesen. Die zweite Gruppe 70 hingegen weist die verbleibenden fünfzehn Batteriezellen 18 auf. Sämtliche Schalter 50 und etwaigen weiteren Schalter 54 der ersten Gruppe 68 bleiben hierbei geschlossen, und der Schalter 50 sowie der etwaige weitere Schalter 54 sämtlicher der zweite Gruppe 70 zugeordneten Batteriezellen 18 werden geöffnet. Somit wird die über die Schnittstelle 16 der Hochvoltbatterie 12 entnehmbare elektrische Energie lediglich mittels der der ersten Gruppe 68 zugeordneten Batteriezellen 18 bereitgestellt. Infolgedessen erfolgt bei einer nachfolgenden Energieentnahme aus der Hochvoltbatterie 12 eine verstärkte Erwärmung der Batteriezellen 18 der ersten Gruppe 68, wobei mittels der Wärme auch die Batteriezellen 18 der zweiten Gruppe 70 erwärmt werden. Wenn die Temperatur der auf diese Weise erwärmten Batteriezellen 18 der zweiten Gruppe 70 größer als der Grenzwert oder ein weiterer Grenzwert ist, werden deren Schalter 50 sowie deren etwaige weitere Schalter 54 ebenfalls geschlossen, sodass nun mittels sämtlicher Batteriezellen 18 die an der Schnittstelle 16 bereitgestellte elektrische Energie bereitgestellt wird. Bei einer Weiterbildung ist die Bedingung 64 lediglich internen erfüllt, wenn das Kraftfahrzeug 2 für einen bestimmten Zeitspanne stillstand, beispielsweise mindestens 2 Stunden, und wenn während dieser Zeitspanne keine Energieentnahme aus der Hochvoltbatterie 12 erfolgte.
  • Falls die Temperatur der Hochvoltbatterie 12 nachfolgend, zum Beispiel nach einem vergleichsweise zeitlich langen Abstellen des Kraftfahrzeugs 2, erneut unterhalb des Grenzwerts ist, wird wiederum das Verfahren 60 durchgeführt, und liegt wiederum die Bedingung 64 vor. Auch hier werden zunächst lediglich die Schalter 50 der der ersten Gruppe 68 zugeordneten Batteriezellen 18 geschlossen, wohingegen die der zweite Gruppe 70 zugeordneten Batteriezellen 18 mittels Öffnen der jeweiligen Schalter 50 sowie der etwaigen weiteren Schalter 54 von der Schnittstelle 16 solange getrennt werden, bis deren Temperatur ausreichend angestiegen ist. Im Vergleich zu der zeitlich vorhergehenden Durchführung des Verfahrens 60 wird jedoch die Aufteilung der einzelnen Batteriezellen 18 auf die beiden Gruppen 68, 70 verändert, wie in 8 dargestellt. Somit wird jede der Batteriezellen 18 bei unterschiedlichen Durchgängen des Verfahrens 60 der ersten Gruppe 68 mindestens einmal zugeordnet. Folglich ist eine punktuelle Belastung der Hochvoltbatterie 12 vermieden und eine übermäßige Abnutzung lediglich bestimmter Batteriezellen 18 vermieden. Unter (ab-)trennen wird hierbei wiederum, wie auch nachfolgend, insbesondere das Abtrennen der jeweiligen galvanischen Elemente 30 derjenigen Batteriezelle 18 verstanden, bei der der Schalter 50. bzw. der weitere Schalter 54 geöffnet wird.
  • In einer weiteren Alternative wird als die Bedingung 64 eine Fehlfunktion einer der Batteriezellen 18 herangezogen, wie in 9 dargestellt. Bei einer Ausführungsform wird im Wesentlichen unverzüglich nach Erfassen der Fehlfunktion, der beispielsweise aufgrund eines Kurzschlusses der galvanischen Elemente 30 hervorgerufen wurde, der Schalter 50 sowie der etwaige weitere Schalter 54 der die Fehlfunktion aufweisenden Batteriezelle 72 geöffnet, sodass diese von der Schnittstelle 16 getrennt ist. Die Fehlfunktion, insbesondere der Kurzschluss, wird beispielsweise mittels eines entsprechenden Sensors erfasst. In einer weiteren Alternative entspricht die Fehlfunktion beispielsweise einem Brand, der anhand der erfolgten Temperaturerhöhung erfasst wird.
  • Bei einer Weiterbildung werden zunächst die Schalter 50 und die etwaigen weiteren Schalter 54 der übrigen Batteriezellen 18 geöffnet, und lediglich der Schalter 50 sowie der weitere Schalter 54 der die Fehlfunktion aufweisenden Batteriezelle 72 bleibt geschlossen. Somit wird die an der Schnittstelle 16 abrufbare elektrische Energie lediglich mittels der die Fehlfunktion aufweisenden Batteriezelle 72 bereitgestellt, sodass diese vergleichsweise zügig entladen wird, insbesondere sofern der Antrieb 6 betätigt ist. Falls der Antrieb 6 nicht betätigt ist, beispielsweise weil das Kraftfahrzeug 2 abgestellt ist, wird mittels der Hochvoltbatterie 12 an einen Bordcomputer des Kraftfahrzeugs 2 eine Aufforderung übermittelt, einen Verbraucher einzuschalten beispielsweise eine Heizung, wie eine Sitze- oder Scheibenheizung, oder eine Klimaanlage. Somit wird der Hochvoltbatterie 12 die Energie der die Fehlfunktion aufweisenden Batteriezelle 72 entnommen. Wenn aufgrund der Energieentnahme innerhalb der die Fehlfunktion aufweisenden Batteriezelle 72 lediglich vergleichsweise wenig elektrische Energie gespeichert ist, und diese insbesondere kleiner als ein bestimmter Grenzwert ist, werden der Schalter 50 sowie der etwaige weitere Schalter 54 der die Fehlfunktion aufweisenden Batteriezelle 72 geöffnet, und diese somit von der Schnittstelle 16 getrennt. Die Schalter 50 sowie die weiteren Schalter 54 der verbleibenden Batteriezellen 18 werden geschlossen, sodass mittels dieser die an der Schnittstelle 16 abrufbare elektrische Energie bereitgestellt ist. Die Schalter 50, 54 der die Fehlunktion aufweisenden Batteriezelle 72 hingegen werden nicht weiter betätigt, sodass diese, also deren galvanischen Elemente 30, permanent, zumindest bis zu einem Aufenthalt in einer Werkstatt, von der Schnittstelle 16 getrennt ist.
  • Bei einer Abwandlung, die in 10 gezeigt ist, wird nicht nur der die Fehlfunktion aufweisende Batteriezelle 72 zunächst die elektrische Energie entnommen und danach von der Schnittstelle 16 getrennt. Auch werden die Batteriezellen 18, die die Fehlfunktion aufweisenden Batteriezelle 72 umgeben, mittels einer entsprechenden Betätigung der Schalter 50, 54 der Hochvoltbatterie 12 zunächst entleert und anschließend wiederum mittels einer entsprechenden Betätigung der Schalter 50 sowie der etwaigen weiteren Schalter 54 der Hochvoltbatterie 12 von der Schnittstelle 16 abgetrennt. Alle verbleibenden Batteriezellen 18 hingegen werden für den weiteren Betrieb des Kraftfahrzeugs 2 herangezogen. Somit erfolgt keine weitere thermische Belastung der die Fehlfunktion aufweisenden Batteriezelle 72 aufgrund der weiter für den Betrieb des Kraftfahrzeugs 2 herangezogenen Batteriezellen 18.
  • In einer Alternative hierzu werden nach Erfassen der Fehlfunktion sämtliche Batteriezellen 18 gleichzeitig oder zumindest im Anschluss an die Entleerung der die Fehlfunktion aufweisenden Batteriezellen , entleert, wofür die Schalter 50 sowie die etwaigen weiteren Schalter 54 geeignet betätigt werden. Im Anschluss hieran wird mittels einer entsprechenden Überwachungsroutine überprüft, welche der Batteriezellen 18 zusätzlich zu der die Fehlfunktion aufweisenden Batterie 72 aufgrund deren Fehlverhaltens beschädigt wurden. Bei diesen Batteriezellen 18 verbleiben die Schalter 50 sowie die etwaigen weiteren Schalter 54 geöffnet. Bei den verbleibenden Batteriezellen 18 hingegen werden die Schalter 50 sowie die weiteren Schalter 54 geschlossen, sodass auch ein weiterer Betrieb des Kraftfahrzeugs 2 möglich ist, wenn auch die Hochvoltbatterie 12 eine verringerte Kapazität aufweist.
  • Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den einzelnen Ausführungsbeispielen beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
  • Bezugszeichenliste
    • 2
    Kraftfahrzeug
    4
    Rad
    6
    Antrieb
    8
    Elektromotor
    10
    Umrichter
    12
    Hochvoltbatterie
    14
    Batteriegehäuse
    16
    Schnittstelle
    18
    Batteriezelle
    20
    Gehäuse
    22
    Gehäusegrundkörper
    24
    positiver Anschluss
    26
    negativer Anschluss
    28
    Steueranschluss
    30
    galvanisches Element
    32
    Anode
    34
    Kathode
    36
    Separator
    38
    Kunststoffrahmen
    40
    Bipolarplatte
    42
    Gestell
    44
    Kammer
    46
    erster Leiter
    48
    zweiter Leiter
    50
    Schalter
    52
    Steuereingang
    54
    weiterer Schalter
    56
    weiterer Steuereingang
    58
    weiterer Steueranschluss
    60
    Hochvoltbatterie
    62
    erster Arbeitsschritt
    64
    Bedingung
    66
    zweiter Arbeitsschritt
    68
    erste Gruppe
    70
    zweite Gruppe
    72
    Fehlfunktion aufweisende Batteriezelle

Claims (10)

  1. Hochvoltbatterie (12) eines Kraftfahrzeugs (2), mit einer Anzahl an miteinander elektrisch kontaktierten Batteriezellen (18), die jeweils ein Gehäuse (20) mit einem positiven Anschluss (24) und einem negativen Anschluss (26) aufweisen, wobei in jedem Gehäuse (20) ein erster Leiter (46), der mit dem positiven Anschluss (24) elektrisch kontaktiert ist, und ein zweiter Leiter (48), der mit dem negativen Anschluss (26) elektrisch kontaktiert ist, angeordnet sind, zwischen denen eine Anzahl an galvanischen Elementen (30) elektrisch in Reihe geschaltet ist, die jeweils eine Kathode (34), eine Anode (32) und einen dazwischen angeordneten Separator (36) aufweisen, wobei benachbarte galvanische Elementen (30) über jeweils eine Bipolarplatte (40) aneinander anliegen, und wobei zwischen einen der Leiter (46, 48) und den zugeordneten Anschluss (24, 26) ein fernbetätigter Schalter (50) mit einem Steuereingang (52) geschaltet ist, der mit einem Steueranschluss (28) des Gehäuses (20) elektrisch kontaktiert ist.
  2. Hochvoltbatterie (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Separator (36) endseitig an einem jeweiligen Kunststoffrahmen (38) befestigt ist, mittels dessen die jeweilige Kathode (34) aufgenommen ist, wobei die Kunststoffrahmen (38) an einem Gestell (42) angebunden sind.
  3. Hochvoltbatterie (12) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (50) zwischen den positiven Anschluss (24) und den ersten Leiter (46) geschaltet ist.
  4. Hochvoltbatterie (12) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den negativen Anschluss (26) und den zweiten Leiter (48) ein weiterer fernbetätigter Schalter (54) mit einem weiteren Steuereingang (56) geschaltet ist, der mit dem Steueranschluss (28) des Gehäuses elektrisch kontaktiert ist.
  5. Hochvoltbatterie (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen (18) elektrisch parallel geschaltet sind.
  6. Verfahren (60) zum Betrieb einer Hochvoltbatterie (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei einer der Schalter (50, 54) geöffnet wird, wenn eine Bedingung (64) vorliegt.
  7. Verfahren (60) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Bedingung (64) das Durchführen einer Montage und/oder Wartung herangezogen wird, und dass sämtliche Schalter (50, 54) geöffnet werden.
  8. Verfahren (60) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Bedingung (64) eine Fehlfunktion einer der Batteriezellen (18) herangezogen wird, und dass der Schalter (50, 54) der die Fehlfunktion aufweisenden Batteriezelle (72) herangezogen wird.
  9. Verfahren (60) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Bedingung (64) herangezogen wird, dass eine Temperatur der Hochvoltbatterie (12) kleiner als ein Grenzwert ist, wobei zumindest einer der Schalter (50, 54) geschlossen bleibt.
  10. Batteriezelle (18) einer Hochvoltbatterie (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
DE102019216545.1A 2019-10-28 2019-10-28 Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs Pending DE102019216545A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019216545.1A DE102019216545A1 (de) 2019-10-28 2019-10-28 Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs
KR1020200136310A KR102588963B1 (ko) 2019-10-28 2020-10-20 자동차의 고전압 배터리
JP2020179409A JP2021068709A (ja) 2019-10-28 2020-10-27 自動車の高電圧バッテリ
US17/082,335 US20210126233A1 (en) 2019-10-28 2020-10-28 High-voltage battery of a motor vehicle
CN202011171485.2A CN112736299A (zh) 2019-10-28 2020-10-28 机动车的高压电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019216545.1A DE102019216545A1 (de) 2019-10-28 2019-10-28 Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019216545A1 true DE102019216545A1 (de) 2021-04-29

Family

ID=75378636

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019216545.1A Pending DE102019216545A1 (de) 2019-10-28 2019-10-28 Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20210126233A1 (de)
JP (1) JP2021068709A (de)
KR (1) KR102588963B1 (de)
CN (1) CN112736299A (de)
DE (1) DE102019216545A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021124473A1 (de) 2021-09-22 2023-03-23 Audi Aktiengesellschaft Verfahren zum Entladen von Batteriemodulen und Steuereinrichtung
DE102022200989B3 (de) 2022-01-31 2023-04-27 Volkswagen Aktiengesellschaft Hochvoltbatteriesystem

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113948824B (zh) * 2021-10-09 2024-04-16 上海空间电源研究所 一种运载火箭用分布式高压锂离子电池组

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2517327B1 (de) * 2009-12-22 2013-06-12 ABB Research LTD Stromspeicherbatteriesystem mit kurzschlussschutz und verfahren
US20180097390A1 (en) * 2016-09-30 2018-04-05 Volkswagen Aktiengesellschaft Battery disconnecting device
DE102018203997A1 (de) * 2018-03-15 2019-09-19 Audi Ag Batterie und Verfahren zum Betreiben einer Batterie

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI77543C (fi) * 1985-12-19 1989-03-10 Neste Oy Ackumulator.
US6908711B2 (en) * 2002-04-10 2005-06-21 Pacific Lithium New Zealand Limited Rechargeable high power electrochemical device
KR101130050B1 (ko) * 2007-11-21 2012-03-28 주식회사 엘지화학 안전성이 향상된 중대형 전지팩
JP6096773B2 (ja) * 2011-07-26 2017-03-15 ゴゴロ インク 電池などの電力貯蔵装置の認証、セキュリティ、及び制御用の装置、方法、及び物品
KR101283486B1 (ko) * 2011-08-23 2013-07-12 주식회사 엘지화학 이차 전지의 안전성 향상 장치 및 방법
US10164285B2 (en) * 2013-10-02 2018-12-25 Hydrogenics Corporation Fuel cell sub-assembly and method of making it
DE102015002149B4 (de) * 2015-02-18 2017-11-16 Audi Ag Batteriezelle für eine Batterie eines Kraftfahrzeugs, Batterie und Kraftfahrzeug
DE102015002147B3 (de) * 2015-02-18 2016-06-09 Audi Ag Verfahren zum Fertigen einer Batterie, Batterie und Kraftfahrzeug
DE102015213456A1 (de) * 2015-07-17 2017-01-19 Robert Bosch Gmbh Zelleinheit und Verfahren zur Bestimmung eines durch eine Zelleinheit fließenden Stroms
CN105390753A (zh) * 2015-11-10 2016-03-09 山东圣阳电源股份有限公司 双极性电池
DE102016000504A1 (de) * 2016-01-19 2016-09-29 Daimler Ag Überwachungseinrichtung für wenigstens eine galvanische Zelle zum Speichern von elektrischer Energie
JP6549055B2 (ja) * 2016-03-08 2019-07-24 株式会社東芝 電池パック
DE102016224002A1 (de) * 2016-12-02 2018-06-07 Audi Ag Entladen von einem wenigstens zwei Batteriezellen aufweisenden Batteriemodul einer wenigstens zwei Batteriemodule aufweisenden Batterie
US11362338B2 (en) * 2017-02-14 2022-06-14 Volkswagen Ag Electric vehicle battery cell with solid state electrolyte
EP3480867B1 (de) * 2017-11-03 2023-06-28 Advanced Battery Concepts, LLC Bipolare batterieanordnung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2517327B1 (de) * 2009-12-22 2013-06-12 ABB Research LTD Stromspeicherbatteriesystem mit kurzschlussschutz und verfahren
US20180097390A1 (en) * 2016-09-30 2018-04-05 Volkswagen Aktiengesellschaft Battery disconnecting device
DE102018203997A1 (de) * 2018-03-15 2019-09-19 Audi Ag Batterie und Verfahren zum Betreiben einer Batterie

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021124473A1 (de) 2021-09-22 2023-03-23 Audi Aktiengesellschaft Verfahren zum Entladen von Batteriemodulen und Steuereinrichtung
DE102022200989B3 (de) 2022-01-31 2023-04-27 Volkswagen Aktiengesellschaft Hochvoltbatteriesystem

Also Published As

Publication number Publication date
KR102588963B1 (ko) 2023-10-12
US20210126233A1 (en) 2021-04-29
CN112736299A (zh) 2021-04-30
KR20210050462A (ko) 2021-05-07
JP2021068709A (ja) 2021-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2406838B1 (de) Batteriesystem mit einer ausgangsspannung von mehr als 60 v gleichspannung
DE102016224002A1 (de) Entladen von einem wenigstens zwei Batteriezellen aufweisenden Batteriemodul einer wenigstens zwei Batteriemodule aufweisenden Batterie
DE4100571C2 (de) Batterie mit einer Hauptbatterie und einer Ersatzbatterie
DE102019216545A1 (de) Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs
EP2394320A1 (de) Traktionsbatterie mit erhöhter zuverlässigkeit
EP3137335A2 (de) Batteriesteuerung für elektrisch angetriebenes fahrzeug ohne niedervoltbatterie, elektrisch getriebenes fahrzeug mit dieser steuerung und verfahren
DE102007001673A1 (de) Bordnetzsystem für ein Kraftfahrzeug
WO2017060354A1 (de) Fahrzeugbatterievorrichtung
EP3720733B1 (de) Verfahren zum steuern einer elektrischen anlage eines elektrisch antreibbaren kraftfahrzeugs mit mehreren batterien sowie elektrische anlage eines elektrisch antreibbaren kraftfahrzeugs
DE102011056417B4 (de) Akkumulator und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102012011840B4 (de) Bordnetz für ein Kraftfahrzeug
DE102021001678A1 (de) Elektrisches Bordnetz für ein Kraftfahrzeug und Diagnoseverfahren für einen in diesem Bordnetz angeordneten Batterie-Schutzschalter
DE102009035466A1 (de) Formierung von Einzelzellen
DE102018100746A1 (de) Fehlertolerantes Batteriespeichersystem und Bordnetz
DE102018108041B4 (de) Verfahren zum Aufschalten mehrerer, parallel verschalteter Batterieblöcke
DE102013220119A1 (de) Batteriegehäuse, Batterie und Verfahren zum Montieren einer Batterie
DE102015014172A1 (de) Entladeeinrichtung und Entladeverfahren für eine Batterie
DE102019210793A1 (de) Elektrisches Energiespeichersystem und Verfahren zu dessen Betreiben
DE102018213261A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems und Elektrofahrzeugs
DE102013222462A1 (de) Fahrzeugbatterie mit einer Vorrichtung zur Auswahl einer zulässigen Stromrichtung
DE102004001025B3 (de) Kraftfahrzuegbordnetz mit zwei Energiespeichern
DE102012201844A1 (de) Vorladung einer Kapazität eines elektrischen Verbrauchers aus einem galvanisch getrennten elektrischen Energiespeicher
DE102009038168A1 (de) Stromüberbrückungselement zum lösbaren Schließen eines Stromkreises
WO2020002580A1 (de) Speichermodul für einen energiespeicher eines kraftfahrzeugs sowie energiespeicher
DE102018213897A1 (de) Fehlertolerantes Bordnetzmodul mit zwei parallel geschalteten DC/DC-Wandlern

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified