DE102019220396A1

DE102019220396A1 - Batteriesystem

Info

Publication number: DE102019220396A1
Application number: DE102019220396.5A
Authority: DE
Inventors: Matthias Oechsle; Thomas Dittert; Markus Schmitt; Stefan Baumann; Henrik Wolfgang Behm; Robert Kohler; Roman Marx
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2019-12-20
Publication date: 2021-06-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriesystem (100), das ein Systemgehäuse (200) mit einem Systemgehäuseunterteil (210) und einem auf dem Systemgehäuseunterteil (210) aufgesetzten Systemgehäuseoberteil (220), mindestens ein Batteriemodul (10) mit mindestens einer Batteriezelle (12), eine Steuereinheit (20) zur Steuerung und Überwachung des mindestens einen Batteriemoduls (10) und eine Trennschaltereinheit (30) zum Abschalten eines Entladestroms oder eines Aufladestroms des mindestens einen Batteriemoduls (10) umfasst.Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Aufbau des erfindungsgemäßen Batteriesystems (100).Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug, das mindestens ein erfindungsgemäßes Batteriesystem (100) umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft ein Batteriesystem, das ein Systemgehäuse mit einem Systemgehäuseunterteil und einem auf dem Systemgehäuseunterteil aufgesetzten Systemgehäuseoberteil, mindestens ein Batteriemodul mit mindestens einer Batteriezelle, eine Steuereinheit zur Steuerung und Überwachung des mindestens einen Batteriemoduls und eine Trennschaltereinheit zum Abschalten eines Entladestroms oder eines Aufladestroms des mindestens einen Batteriemoduls umfasst.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Aufbau des erfindungsgemäßen Batteriesystems.
Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug, das mindestens ein erfindungsgemäßes Batteriesystem umfasst.
Stand der Technik
Es zeichnet sich ab, dass in Zukunft vermehrt elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge zum Einsatz kommen werden. Solche elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeuge, wie z.B. Hybridfahrzeuge und Elektrofahrzeuge, umfassen jeweils ein Batteriesystem zur Energieversorgung. Dabei umfasst das Batteriesystem mindestens ein Batteriemodul mit mindestens einer Batteriezelle und ein Steuereinheit zur Steuerung und Überwachung des mindestens einen Batteriemoduls.
Zum Schutz des mindestens einen Batteriemoduls vor einem Kurzschlussstrom sowie zum Abschalten eines Entladestroms oder eines Aufladestroms wird üblicherweise ein Trennschalter eingesetzt. Dabei kann der Trennschalter als ein Halbleiterschalter ausgebildet sein.
Das Dokument US 2012/0132508 A1 offenbart einen elektromechanischen Leistungsschalter, der zum Abschalten eines Gleichstroms eingesetzt wird.
Offenbarung der Erfindung
Es wird ein Batteriesystem vorgeschlagen. Dabei umfasst das Batteriesystem ein Systemgehäuse mit einem Systemgehäuseunterteil und einem auf dem Systemgehäuseunterteil aufgesetzten Systemgehäuseoberteil, mindestens ein Batteriemodul mit mindestens einer Batteriezelle, eine Steuereinheit zur Steuerung und Überwachung des mindestens einen Batteriemoduls und eine Trennschaltereinheit zum Abschalten eines Entladestroms oder eines Aufladestroms des mindestens einen Batteriemoduls.
Die Trennschaltereinheit umfasst eine Leiterplatte mit einer Plattenunterseite und einer Plattenoberseite. Die Trennschaltereinheit umfasst ferner mindestens einen Halbleiterschalter zum Abschalten des Entladestroms oder des Aufladestroms und mindestens eine Steuerschaltung zur Steuerung des mindestens einen Halbleiterschalters. Zum Erhalten von Signalen zur Steuerung des mindestens einen Halbleiterschalters ist die Trennschaltereinheit mit der Steuereinheit elektrisch verbunden.
Dabei ist das mindestens eine Batteriemodul auf einem Boden des Systemgehäuseunterteils angeordnet. Auf dem mindestens einen Batteriemodul ist die Steuereinheit angeordnet. Die Trennschaltereinheit ist dabei oberhalb der Steuereinheit auf einem Träger angeordnet ist, wobei die Plattenunterseite der Steuereinheit zugewandt ist, während die Plattenoberseite dem Systemgehäuseoberteil zugewandt ist.
Bevorzugt ist das Systemgehäuse aus Aluminiumguss hergestellt.
Die Trennschaltereinheit kann dabei beispielsweise mittels Kleben, Schrauben oder Heißverstemmen mit dem Träger verbunden werden.
Erfindungsgemäß ist der Träger mit Beinen versehen ist. Die Beine stützen sich dabei auf das mindestens eine Batteriemodul oder auf das Systemgehäuseunterteil und sind so ausgestaltet, dass sie bei Krafteinwirkung einfedern. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn beispielsweise das Systemgehäuseoberteil aufgrund ungünstiger Toleranzketten bei Montage auf die Trennschaltereinheit drückt. Die Beine weisen dabei jeweils eine ertragbare Auslenkung auf, die von Toleranzketten abhängig ist. Bei der Auslegung der Beine ist sicherzustellen, dass die Beine bei der ertragbaren Auslenkung nicht brechen. Im Fall eines Batteriesystems kann eine notwendige zu ertragende Auslenkung beispielsweise bis zu 2 mm sein. Bei einer Auslenkung der Beine von 2 mm kann beispielsweise eine maximale Kraft von 400 N aufgebracht werden und somit ergibt sich eine maximal zulässige Federkonstante von 50 N/mm. Damit die Beine beim Auflegen der Trennschaltereinheit nicht zu sehr nachgeben, beträgt eine minimal zulässige Federkonstante der Beine bevorzugt von 10N/mm. Die Beine können dabei als Kreisbögen ausgeführt sein, um einen Federweg machen zu können. Bei Materialien mit geringerer Bruchdehnung sind aber auch andere Formen, wie beispielsweise Zickzackform denkbar. Die Anzahl der Beine können so ausgelegt werden, dass die Trennschaltereinheit beim Auflegen nicht kippelt. Beispielsweise kann der Träger vier Beine aufweisen.
Die Beine des Trägers werden auf das mindestens eine Batteriemodul bzw. auf die Batteriezellen oder auf das Systemgehäuseunterteil geklebt. Das Systemgehäuseunterteil kann dabei mit Stützelementen wie z.B. Domen oder Stegen versehen sein, die zum Stützen der Beine des Trägers dienen.
Bevorzugt ist ein Verbinder zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen der Trennschaltereinheit und dem mindestens einen Batteriemodul eingesetzt, wobei der Verbinder aus einem sich räumlich länglich erstreckenden Metallstreifen hergestellt ist und ein erstes Ende sowie ein zweites Ende aufweist, zwischen denen eine Welle eingeprägt ist.
Wird die Trennschaltereinheit bewegt, so wird die eingeprägte Welle verformt und dadurch die Kraft auf die elektrischen Verbindungen begrenzt.
Der Verbinder ist dabei möglichst breit und möglichst dünn ausgeführt, so dass er eine für eine Stromtragfähigkeit notwendige Querschnittsfläche erreicht und trotzdem eine geringe Biegesteifigkeit hat. Bevorzugt ist der Verbinder aus Kupfer hergestellt. Aufgrund der elektrischen und thermischen Leitfähigkeit des Kupfers kann der Verbinder sehr dünn ausgeführt werden und hat somit trotz eines hohen Elastizitätsmoduls eine geringe Steifigkeit. Bevorzugt weist der Verbinder eine Dicke im Bereich von 1 mm bis 2 mm und eine Breite im Bereich von 10 mm bis 20 mm auf. Der Verbinder kann dabei vom Quellschnitt her als eine Wärmequelle ausgelegt werden, da Anschlussstellen an der Trennschaltereinheit aktiv gekühlt werden können. Der Verbinder kann beispielsweise bei einer Kraft, die kleiner als 10 N ist, eine Auslenkung von 2 mm aufweisen.
Vorzugsweise ist zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen der Trennschaltereinheit und der Steuereinheit ein Flachleiterkabel oder ein Kabelsatz aus Litzenkabeln eingesetzt. Bevorzugt wird ein Flachleiterkabel eingesetzt. Vorteilhaft hat das Flachleiterkabel sehr kleine Biegeradien und kann somit gefalzt werden. Darüber hinaus hat das Flachleiterkabel eine sehr geringe Masse. Eine Überlange des Flachleiterkabels kann zum Beispiel durch eine sogenannte Ziehharmonikafaltung günstig realisiert und zum nachträglichen Bewegen der Trennschaltereinheit verwendet werden.
Vorzugsweise weist die Leiterplatte der Trennschaltereinheit mehrere erste Befestigungsbohrungen auf. Dabei umfasst der Träger mehrere zweite Befestigungsbohrungen und das Systemgehäuseoberteil umfasst mehrere dritte Befestigungsbohrungen. Die jeweiligen ersten, zweiten und dritten Befestigungsbohrungen korrespondieren miteinander und dienen zur Befestigung des Trägers sowie der Trennschaltereinheit am Systemgehäuseoberteil. Dabei sind die ersten Befestigungsbohrungen der Leiterplatte und die dritten Befestigungsbohrungen des Systemgehäuseoberteils jeweils als eine Durchgangsbohrung ausgebildet. Die zweiten Befestigungsbohrungen des Trägers können dabei jeweils mit einem Gewinde zum Schrauben oder jeweils mit einem Gewindeeinsatz versehen sein. Bei der Befestigung des Trägers sowie der Trennschaltereinheit am Systemgehäuseoberteil werden Schrauben von einer der Plattenoberseite abgewandten Seite des Systemgehäuseoberteils durch die dritten Befestigungsbohrungen des Systemgehäuseoberteils und die entsprechenden ersten Befestigungsbohrungen der Leiterplatte der Trennschaltereinheit in die zweiten Befestigungsbohrungen oder die Gewindeeinsätze des Trägers eingeschraubt. Dabei können die Schrauben jeweils mit einer Unterkopfdichtung versehen sein.
Bevorzugt ist auf der Plattenoberseite der Leiterplatte der Trennschaltereinheit ein Wärmeleitmaterial, wie z.B. Wärmeleitpaste oder ein Wärmeleitpad, aufgetragen bzw. angeordnet. Dabei steht das Wärmeleitmaterial in direktem Kontakt mit dem Systemgehäuseoberteil.
Das Wärmeleitmaterial dient der Wärmeabfuhr von elektronischen Komponenten und Baugruppen. Beim Aufsetzen des Systemgehäuseoberteils auf das Systemgehäuseunterteil wird dieses Wärmeleitmaterial flach gedrückt und somit wird ein besserer Wärmedurchgang zwischen der Trennschaltereinheit und dem Systemgehäuseoberteil hergestellt.
Vorzugsweise ist die Leiterplatte der Trennschaltereinheit in einen Leistungsbereich und einen Logikbereich unterteilt. Dabei ist der Leistungsbereich zum Abschalten des Entladestroms oder des Aufladestroms mit dem mindestens einen Batteriemodul elektrisch verbunden. Der Logikbereich ist dabei zum Erhalten der Signale mit der Steuereinheit elektrisch verbunden. Dabei ist auf der Plattenoberseite das Wärmeleitmaterial flächig auf dem Leistungsbereich aufgetragen bzw. angeordnet. Bevorzugt ist das Wärmeleitmaterial auf dem Leistungsbereich bis auf kreisförmige Bereiche, die jeweils um die erst Befestigungsbohrungen des Leistungsbereich herum angeordnet sind, flächig aufgetragen. Dabei steht das Wärmeleitmaterial in direktem Kontakt mit dem Systemgehäuseoberteil.
Der Leistungsbereich kann eine oder mehrere parallel zueinander geschaltete Halbleiterschalter aufweisen. Weist der Leistungsbereich mehrere parallel zueinander geschaltete Halbleiterschalter auf, so können diese Halbleiterschalter in einen ersten Zweig und einen zweiten Zweig aufgeteilt werden. Der erste Zweig und der zweite Zweig können dabei inverse Polarität aufweisen und parallel zueinander geschaltet werden. Dabei kann der erste Zweig zum Abschalten eines Aufladestroms dienen, während der zweite Zweig zum Abschalten eines Entladestroms dient. Der Logikbereich kann dabei mindestens eine Steuerschaltung zur Steuerung des einen oder der mehreren parallel zueinander geschalteten Halbleiterschalter aufweisen.
Bevorzugt ist auf der Plattenoberseite der Logikbereich bis auf ringförmige Bereiche, die jeweils um die ersten Befestigungsbohrungen des Logikbereichs herum angeordnet sind, frei von dem Wärmeleitmaterial.
Vorzugsweise sind Absätze auf einer der Plattenoberseite zugewandten Seite des Systemgehäuseoberteils um die jeweiligen Befestigungsbohrungen des Systemgehäuseoberteils vorgesehen. Durch Befestigen des Trägers sowie der Trennschaltereinheit am Systemgehäuseoberteil wird das Wärmeleitmaterial um die jeweilige Befestigungsbohrung der Leiterplatte der Trennschaltereinheit durch einen entsprechenden Absatz flach gedrückt. Somit kann sowohl ein Verkanten beim Anziehen der Schrauben vermieden werden, als auch kann der Wärmedurchgang zwischen der Trennschaltereinheit und dem Systemgehäuseoberteil weiter verbessert werden.
Bevorzugt ist der Träger zum Tragen der Trennschaltereinheit aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestellt. Damit kann der Träger ein möglichst hohes Elastizitätsmodul aufweisen. Vorteilhaft verformt sich der aus faserverstärkten Kunststoff hergestellte Träger bei der Montage nicht und somit bringt keine Biegebelastung auf die Trennschaltereinheit.
Vorzugsweise weist der Träger Rippen zur Erhöhung einer Steifigkeit des Trägers auf.
Vorzugsweise weist das Systemgehäuseunterteil eine erste Temperierungseinrichtung auf. Die erste Temperierungseinrichtung kann dabei einen ersten Temperierungskanal zur Durchleitung eines Temperierungsmediums aufweisen, der im Material des Systemgehäuseunterteils ausgeführt sein kann. Die erste Temperierungseinrichtung kann dabei auch als eine Peltier-Element-Einheit ausgebildet werden. Eine Peltier-Element-Einheit, die auch als thermoelektrischer Kühler bezeichnet wird, umfasst mehrere Peltier-Elemente und kann sowohl zur Kühlung als auch zum Heizen verwendet werden. Die als eine Peltier-Element-Einheit ausgebildete erste Temperierungseinrichtung kann sowohl auf dem Boden des Systemgehäuseunterteils und zwischen dem Boden und dem mindestens einen Batteriemoduls angeordnet werden als auch im Material des Systemgehäuseunterteils eingebettet werden.
Bevorzugt weist das Systemgehäuseoberteil eine zweite Temperierungseinrichtung auf. Die zweite Temperierungseinrichtung kann dabei einen zweiten Temperierungskanal zur Durchleitung des Temperierungsmediums aufweisen, der im Material des Systemgehäuseunterteils ausgeführt sein kann. Die zweite Temperierungseinrichtung kann dabei auch als eine Peltier-Element-Einheit ausgebildet werden. Die als eine Peltier-Element-Einheit ausgebildete zweite Temperierungseinrichtung kann dabei im Material des Systemgehäuseoberteils eingebettet werden.
Umfassen das Systemgehäuseunterteil und das Systemgehäuseoberteil jeweils ein Temperierungskanal zur Durchleitung des Temperierungsmediums, so können die beiden Temperierungskanäle hydraulisch seriell verschaltet werden.
Vorzugsweise ist das mindestens eine Batteriemodul über die Trennschaltereinheit mit mindestens einer elektrischen Komponente elektrisch verbunden. Dabei ist die Trennschaltereinheit durch ein erstes Fenster des Systemgehäuseoberteils elektrisch verbunden. Die mindestens eine elektrische Komponente ist dabei in einem Komponentengehäuse mit einem Komponentengehäuseunterteil und einem auf dem Komponentengehäuseunterteil aufgesetzten Komponentengehäuseoberteil angeordnet. Das Komponentengehäuseunterteil ist dabei auf dem Systemgehäuseoberteil angeordnet und vorteilhaft ist zwischen dem Komponentengehäuseunterteil und dem Systemgehäuseoberteil eine dritte Temperierungseinrichtung ausgebildet. Zur elektrischen Verbindung zwischen der Trennschaltereinheit und der mindestens einen elektrischen Komponente weist das Komponentengehäuseunterteil dabei ein zweites, dem ersten Fenster entsprechendes Fenster auf. Eine Verbindungsstelle zwischen dem ersten und dem zweiten Fenster ist dabei abzudichten.
Die dritte Temperierungseinrichtung kann derart ausgebildet werden, dass zwischen dem Komponentengehäuseunterteil und dem Systemgehäuseoberteil eine Dichtung eingesetzt ist, wobei in einem durch die Dichtung umschlossenen Bereich zwischen dem Komponentengehäuseunterteil und dem Systemgehäuseoberteil ein dritter Temperierungskanal ausgeführt wird. Dabei kann der dritte Temperierungskanal mit dem ersten und dem zweiten Temperierungskanal hydraulisch seriell verschaltet werden, um einen gemeinsamen Temperierungskreis zu bilden.
Bevorzugt ist die mindestens eine elektrische Komponente als ein Gleichspannungswandler ausgebildet.
Es wird auch ein Verfahren zum Aufbau eines erfindungsgemäßen Batteriesystems vorgeschlagen, das ein Systemgehäuse mit einem Systemgehäuseunterteil und einem Systemgehäuseoberteil, mindestens ein Batteriemodul mit mindestens einer Batteriezelle, eine Steuereinheit zur Steuerung und Überwachung des mindestens einen Batteriemoduls, eine Trennschaltereinheit zum Abschalten eines Entladestroms oder eines Aufladestroms des mindestens einen Batteriemoduls, wobei die Trennschaltereinheit eine Leiterplatte mit einer Plattenunterseite und einer Plattenoberseite aufweist, und einen Träger zum Tragen der Trennschaltereinheit umfasst, wobei der Träger Beine aufweist, die so ausgestaltet sind, dass sie bei Krafteinwirkung einfedern.
Dabei wird zunächst das mindestens eine Batteriemodul auf einem Boden des Systemgehäuseunterteils angeordnet. Das mindestens eine Batteriemodul umfasst dabei mehrere elektrisch miteinander verbundene Batteriezellen. Die mehreren Batteriezellen können dabei mittels Zellverbinder, welche von einem Zellverbinderträger aufgenommen werden können, parallel oder in Serie zueinander geschaltet werden.
Anschließend wird die Steuereinheit auf dem mindestens einen Batteriemodul angeordnet. Dabei wird eine elektrische Verbindung zwischen der Steuereinheit und dem mindestens einen Batteriemodul hergestellt.
Anschließend wird der Träger auf dem mindestens einen Batteriemodul oder auf dem Systemgehäuseunterteil angeordnet. Hierbei können die Beine der Träger auf das mindestens eine Batteriemodul oder auf das Systemgehäuseunterteil geklebt werden. Im Systemgehäuseunterteil können auch Stützelemente wie z.B. Dome oder Stege, ausgeformt werden, auf die sich die Beine des Trägers stützen.
Danach wird die Trennschaltereinheit auf dem Träger angeordnet. Dabei wendet sich die Plattenunterseite der Steuereinheit zu, während sich die Plattenoberseite dem Systemgehäuseoberteil zuwendet. Die Trennschaltereinheit kann dabei beispielsweise mittels Kleben, Schrauben oder Heißverstemmen mit dem Träger verbunden werden.
Alternativ kann hierbei die Trennschaltereinheit auf dem Träger angeordnet werden, bevor der Träger auf dem mindestens einen Batteriemodul oder auf dem Systemgehäuseunterteil angeordnet wird.
Anschließend wird eine elektrische Verbindung zwischen der Trennschaltereinheit und der Steuereinheit mittels eines Flachleiterkabels oder eines Kabelsatzes aus Litzenkabeln hergestellt. Bevorzugt wird ein Flachleiterkabel eingesetzt.
Danach wird eine elektrische Verbindung zwischen der Trennschaltereinheit und dem mindestens einen Batteriemodul hergestellt. Dabei wird ein Verbinder eingesetzt, der aus einem sich räumlich länglich erstreckenden Metallstreifen hergestellt wird und zwischen dessen beiden Enden eine Welle eingeprägt wird. Bevorzugt wird der Verbinder aus Kupfer hergestellt.
Alternativ kann die elektrische Verbindung zwischen der Trennschaltereinheit und der Steuereinheit auch nach Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen der Trennschaltereinheit und dem mindestens einen Batteriemodul hergestellt werden.
Anschließend wird ein Wärmeleitmaterial auf die Plattenoberseite aufgetragen. Wird die Leiterplatte in einen Leistungsbereich und einen Logikbereich unterteilt, kann das Wärmeleitmaterial ausschließlich auf den Leistungsbereich aufgetragen werden.
Danach wird das Systemgehäuseoberteil auf das Systemgehäuseunterteil aufgesetzt. Das aufgetragene Wärmeleitmaterial wird dabei durch das Systemgehäuseoberteil flach gedrückt und somit wird ein besserer Wärmedurchgang zwischen der Trennschaltereinheit und dem Systemgehäuseoberteil hergestellt.
Bevorzugt wird nach dem Aufsetzen des Systemgehäuseoberteils auf dem Systemgehäuseunterteil der Träger sowie die Trennschaltereinheit am Systemgehäuseoberteil befestigt. Hierbei wird das Wärmeleitmaterial auf die Plattenoberseite um die jeweilige Befestigungsbohrung aufgetragen.
Werden das Systemgehäuseoberteil, die Leiterplatte der Trennschaltereinheit sowie der Träger jeweils mit Befestigungsbohrungen versehen, so können Schrauben mit Unterkopfdichtung eingesetzt werden.
Auf das Systemgehäuseoberteil kann ein Deckel aufgesetzt werden, um einen Berührschutz herzustellen und das Gehäuse abzudichten.
Ferner wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, das mindestens ein erfindungsgemäßes Batteriesystem umfasst.
Vorteile der Erfindung
Mit dem erfindungsgemäßen Batteriesystem können dessen Herstellungskosten reduziert werden.
Die Trennschaltereinheit umfasst dabei mindestens einen Halbleiterschalter zum Abschalten eines Stroms. Um größere Ströme abzuschalten, können mehrere Halbleiterschalter parallel zueinander geschaltet werden. Die Trennschaltereinheit des erfindungsgemäßen Batteriesystems ist mit dem Systemgehäuseoberteil mechanisch und thermisch verbunden. Dabei dient das Systemgehäuseoberteil als ein Kühlkörper für die Trennschaltereinheit, durch welchen die Trennschaltereinheit besser gekühlt werden kann. Durch Einsatz von einem Wärmeleitmaterial zwischen der Trennschaltereinheit und dem Systemgehäuseoberteil kann die Wirkung der Kühlung weiter verbessert werden. Dadurch wird eine benötige Stromtragfähigkeit der Trennschaltereinheit erhöht und somit wird die Anzahl der parallel zueinander geschalteten Halbleiterschalter bei gleicher Stromtragfähigkeit reduziert.
Beim erfindungsgemäßen Batteriesystem kann das Wärmeleitmaterial nur auf den Leistungsbereich aufgetragen werden. Dies reduziert nicht nur die Herstellungskosten bzw. die Materialkosten des erfindungsgemäßen Batteriesystems, sondern vereinfacht es auch, das Wärmeleitmaterial flach zu drücken und führt damit zu einem besseren Wärmedurchgang zwischen der Trennschaltereinheit und dem Systemgehäuseoberteil.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Aufbau des erfindungsgemäßen Batteriesystems wird die Trennschaltereinheit elektrisch mit dem mindestens einen Batteriemodul verbunden, bevor diese thermisch und mechanisch mit dem Systemgehäuseoberteil verbunden wird. Die elektrischen Verbindungen können dabei mechanisch flexibel ausgeführt werden. Vorteilhaft ist, dass die elektrischen Verbindungen erstellt, geprüft und ggf. repariert werden können, bevor das Systemgehäuseoberteil montiert wird.
Figurenliste
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Batteriesystems,
2 eine perspektivische Darstellung einer Trennschaltereinheit mit einem Träger,
3 eine Draufsicht der Trennschaltereinheit aus 2,
4 eine schematische Darstellung einer Schraubverbindung aus 1 und
5 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Batteriesystems mit einem Gleichspannungswandler.

Ausführungsformen der Erfindung
In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Batteriesystems 100. Dabei umfasst das Batteriesystem 100 ein Systemgehäuse 200 aus Aluminiumguss, das ein Systemgehäuseunterteil 210 und ein auf dem Systemgehäuseunterteil 210 aufgesetztes Systemgehäuseoberteil 220 aufweist.
Das Batteriesystem 100 umfasst ferner ein Batteriemodul 10, eine Steuereinheit 20 zur Steuerung und Überwachung des Batteriemoduls 10, eine Trennschaltereinheit 30 und einen Träger 40 zum Tragen der Trennschaltereinheit 30.
Das Batteriemodul 10 ist auf einem Boden 212 des Systemgehäuseunterteils 210 angeordnet und umfasst dabei mehrere nebeneinander angeordnete prismatische Batteriezellen 12, die jeweils ein positives Terminal 13 und ein negatives Terminal 14 aufweist. In 1 sind dabei zwölf Batteriezellen 12, und zwar von rechts gesehen eine erste Batteriezelle 121 bis eine zwölfte Batteriezelle 1212, dargestellt. Selbstverständlich können mehr oder weniger als zwölf Batteriezellen 12 in dem Batteriemodul 10 angeordnet werden. Die Batteriezellen 12 sind dabei mittels mehrerer Zellverbinder 15, die von einem Trägerrahmen 16 aufgenommen sind, elektrisch seriell miteinander verbunden. Denkbar ist aber auch, dass die Batteriezellen 12 parallel zueinander geschaltet werden.
Auf dem Batteriemodul 10 bzw. auf dem Trägerrahmen 16 ist die Steuereinheit 20 angeordnet. Die Steuereinheit 20 ist dabei zur Steuerung und Überwachung über mehrere Leiter 18 mit dem Batteriemodul 10 bzw. den einzelnen Batteriezellen 12 elektrisch verbunden.
Oberhalb der Steuereinheit 20 ist die Trennschaltereinheit 30 zum Abschalten eines Entladestroms oder eines Aufladestroms des Batteriemoduls 10 auf dem Träger 40 angeordnet. Die Trennschaltereinheit 30 weist dabei eine Leiterplatte 33 mit einer Plattenunterseite 34 und einer Plattenoberseite 35 auf. Dabei wendet sich die Plattenunterseite 34 der Steuereinheit 20 zu, während sich die Plattenoberseite 35 dem Systemgehäuseoberteil 220 zuwendet. Die Trennschaltereinheit 30 kann beispielsweise mittels Kleben, Schrauben oder Heißstemmen mit dem Träger 40 verbunden werden.
Der Träger 40 ist dabei mit Beinen 42 versehen, welche sich hierbei auf dem Batteriemodul 10 bzw. dem Trägerrahmen 16 stützen. Die Beine 42 können sich auch auf die Batteriezellen 12 stützen. Dabei können die Beine 42 auf dem Trägerrahmen 16 oder auf die Batteriezellen 12 geklebt werden. Die Beine 42 sind so ausgestaltet, dass sie bei Krafteinwirkung einfedern. Dies ist der Fall, wenn beispielsweise das Systemgehäuseoberteil 220 aufgrund ungünstiger Toleranzketten bei der Montage auf die Trennschaltereinheit 30 drückt.
Der Träger 40 ist in der gezeigten Ausführungsform aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestellt und mit Rippen 44 zur Erhöhung einer Steifigkeit des Trägers 40 versehen.
Die Trennschaltereinheit 30 weist dabei einen ersten Anschluss 31 und einen zweiten Anschluss 32 auf. Der erste Anschluss 31 ist dabei mittels eines Verbinders 50 mit dem positiven Terminal 13 der ersten Batteriezelle 121 elektrisch verbunden.
Der Verbinder 50 ist aus einem sich räumlich länglich erstreckenden Metallstreifen hergestellt. Der Verbinder 50 weist dabei ein erstes Ende 51 und ein zweites Ende 52 auf, wobei das erste Ende 51 mit dem positiven Terminal 13 der ersten Batteriezelle 121 elektrisch sowie mechanisch verbunden ist, während das zweite Ende 52 mit dem ersten Anschluss 31 der Trennschaltereinheit 30 mittels einer Verbinderschraube 56 elektrisch sowie mechanisch verbunden ist. Das zweite Ende 52 des Verbinders 50 kann auch mittels einer anderen Verbindungstechnik, wie beispielsweise Schweißen, Nieten, Löten oder Kleben, mit dem ersten Anschluss 31 der Trennschaltereinheit 30 verbunden werden. Das erste Ende 51 des Verbinders 50 kann dabei direkt mit dem positiven Terminal 13 der ersten Batteriezelle 121 verschweißt werden.
Zwischen dem ersten Ende 51 und dem zweiten Ende 52 des Verbinders 50 ist eine Welle 54 eingeprägt. Wird die Trennschaltereinheit 30 bewegt, so wird die eingeprägte Welle 54 verformt und dadurch die Kraft auf den ersten Anschluss 31 der Trennschaltereinheit 30 und auf das positive Terminal 13 der ersten Batteriezelle 121 begrenzt. Bevorzugt ist der Verbinder 50 aus Kupfer hergestellt. Aufgrund der elektrischen und thermischen Leitfähigkeit des Kupfers kann der Verbinder 50 sehr dünn ausgeführt werden und hat somit trotz eines hohen Elastizitätsmoduls eine geringe Steifigkeit.
Der zweite Anschluss 32 der Trennschaltereinheit 30 ist dabei als eine nach oben abgewinkelte Stromschiene ausgebildet und ragt durch ein Fenster 221 des Systemgehäuseoberteils 220 nach außen hinaus. Mittels des zweiten Anschlusses 32 kann der Trennschaltereinheit 30 mit mindestens einer weiteren elektrischen Komponente (nicht dargestellt), wie beispielsweise einem Gleichspannungswandler, elektrisch verbunden werden.
Die Trennschaltereinheit 30 umfasst ferner mindestens einen Halbleiterschalter (nicht dargestellt) zum Abschalten des Entladestroms oder des Aufladestroms des Batteriemoduls 10 und mindestens eine Steuerschaltung (nicht dargestellt) zur Steuerung des mindestens einen Halbleiterschalters. Zum Erhalten von Signalen zur Steuerung des mindestens einen Halbleiterschalters ist die Trennschaltereinheit 30 mit der Steuereinheit 20 elektrisch verbunden (siehe 2).
Wie in 1 dargestellt ist die Trennschaltereinheit 30 mechanisch und thermisch mit dem Systemgehäuseoberteil 220 verbunden. Dabei ist ein Wärmeleitmaterial 60 (siehe 3) auf der Plattenoberseite 35 aufgetragen. Zur Befestigung der Trennschaltereinheit 30 sowie des Trägers 40 am Systemgehäuseoberteil 220 weist die Leiterplatte 33 mehrere erste Befestigungsbohrungen 36 auf, während der Träger 40 mehrere zweite Befestigungsbohrungen 46 aufweist und das Systemgehäuseoberteil 220 mehrere dritte Befestigungsbohrungen 222 aufweist. In 1 sind dabei zwei erste Befestigungsbohrungen 36, zwei zweite Befestigungsbohrungen 46 und zwei dritte Befestigungsbohrungen 222 dargestellt. Die ersten Befestigungsbohrungen 36 und die dritten Befestigungsbohrungen 222 sind dabei jeweils als eine Durchgangsbohrung ausgeführt. In den zweiten Befestigungsbohrungen 46 ist jeweils ein Gewindeeinsatz 48 angeordnet. Bei der Befestigung des Trägers 40 sowie der Trennschaltereinheit 30 am Systemgehäuseoberteil 220 sind Schrauben 224 von einer der Plattenoberseite 35 abgewandten Seite des Systemgehäuseoberteils 220 durch die dritten Befestigungsbohrungen 222 des Systemgehäuseoberteils 220 und die entsprechenden ersten Befestigungsbohrungen 36 der Leiterplatte 33 der Trennschaltereinheit 30 in die jeweiligen Gewindeeinsätze 48 der zweiten Befestigungsbohrungen 46 des Trägers 40 eingeschraubt. Die Schrauben 224 sind jeweils mit einer Unterkopfdichtung 226 (siehe 4) versehen.
Das Systemgehäuseunterteil 210 kann dabei eine erste Temperierungseinrichtung (nicht dargestellt) aufweisen. Die erste Temperierungseinrichtung kann dabei einen ersten Temperierungskanal zur Durchleitung eines Temperierungsmediums aufweisen, der im Material des Systemgehäuseunterteils 210 ausgeführt werden kann. Die erste Temperierungseinrichtung kann dabei auch als eine Peltier-Element-Einheit ausgebildet werden. Die als eine Peltier-Element-Einheit ausgebildete erste Temperierungseinrichtung kann sowohl auf dem Boden 212 des Systemgehäuseunterteils 210 und zwischen dem Boden 212 und dem Batteriemoduls 10 angeordnet werden als auch im Material des Systemgehäuseunterteils 210 eingebettet werden.
Das Systemgehäuseoberteil 220 kann eine zweite Temperierungseinrichtung (nicht dargestellt) aufweisen. Die zweite Temperierungseinrichtung kann dabei einen zweiten Temperierungskanal zur Durchleitung des Temperierungsmediums aufweisen, der im Material des Systemgehäuseoberteils 220 ausgeführt werden kann. Die zweite Temperierungseinrichtung kann dabei auch als eine Peltier-Element-Einheit ausgebildet werden. Die als eine Peltier-Element-Einheit ausgebildete zweite Temperierungseinrichtung kann dabei im Material des Systemgehäuseoberteils 220 eingebettet werden.
Umfassen das Systemgehäuseunterteil 210 und das Systemgehäuseoberteil 220 jeweils einen Temperierungskanal zur Durchleitung des Temperierungsmediums, so können die beiden Temperierungskanäle hydraulisch seriell verschaltet werden.
In 2 ist eine Trennschaltereinheit 30 mit einem Träger 40 perspektivisch dargestellt.
Die Trennschaltereinheit 30 ist dabei auf einem Träger 40 angeordnet und umfasst eine Leiterplatte 33 mit einer Plattenunterseite 34 (vgl. 1), die einer Steuereinheit 20 zur Steuerung und Überwachung eines Batteriemoduls 10 (vgl. 1) zugewandt ist, und einer Plattenoberseite 35, die einem Systemgehäuseoberteil 220 (vgl. 1) zugewandt ist.
Die Trennschaltereinheit 30 umfasst ferner einen ersten Anschluss 31 und einen zweiten Anschluss 32, der als eine nach oben abgewinkelte Stromschiene ausgebildet ist.
Der erste Anschluss 31 ist dabei mittels einer Verbinderschraube 56 mit einem zweiten Ende 52 eines Verbinders 50 elektrisch und mechanisch verbunden, wobei ein erstes Ende 51 des Verbinders 50 ist mit einem positiven Terminal 13 (vgl. 1) einer ersten Batteriezelle 121 (vgl. 1) des Batteriemoduls 10 elektrisch und mechanisch verbunden ist. Zwischen dem ersten und zweiten Ende 51, 52 des Verbinders 50 ist eine Welle 54 eingeprägt.
Zur Befestigung der Trennschaltereinheit 30 am Systemgehäuseoberteil 220 weist die Leiterplatte 33 mehrere erste Befestigungsbohrungen 36 auf, die jeweils als eine Durchgangsbohrung ausgeführt ist.
Zum Erhalten von Signalen ist die Trennschaltereinheit 30 mit der Steuereinheit 20 mittels eines Flachleiterkabels 22 elektrisch verbunden.
Der Träger 40 ist dabei mit Beinen 42 versehen, welche so ausgestaltet ist, dass sie bei Krafteinwirkung einfedern. Der Träger 40 ist auch mit Rippen 44 zur Erhöhung einer Steifigkeit des Trägers 40 versehen.
3 zeigt eine Draufsicht der Trennschaltereinheit 30 bzw. die Plattenoberseite 35 der Trennschaltereinheit 30 aus 2.
Die Leiterplatte 33 der Trennschaltereinheit 30 ist dabei auf dem Träger 40 angeordnet und in einen Leistungsbereich 37 und einen Logikbereich 38 unterteilt. Dabei sind der erste Anschluss 31 und der zweite Anschluss 32 im Leistungsbereich 37 an der Leiterplatte 33 angebracht. Zwischen dem ersten Anschluss 31 und dem zweiten Anschluss 32 ist mindestens ein Halbleiterschalter (nicht darstellt) zum Abschalten eines Stroms geschaltet. Der Logikbereich 38 kann dabei mindestens eine Steuerschaltung (nicht dargestellt) zur Steuerung des mindestens einen Halbleiterschalters aufweisen.
Zur Befestigung der Trennschaltereinheit 30 weist die Leiterplatte 33 mehrere erste Befestigungsbohrungen 36 auf, die jeweils als eine Durchgangsbohrung ausgeführt sind.
Auf dem Leistungsbereich 37 ist ein Wärmeleitmaterial 60 flächig bis auf kreisförmige Bereiche 62, die jeweils um die ersten Befestigungsbohrungen 36 des Leistungsbereichs 37 herum angeordnet sind, aufgetragen. Dabei ist auf der Plattenoberseite 35 der Logikbereich 38 bis auf ringförmige Bereiche 64, die jeweils um die ersten Befestigungsbohrungen 36 des Logikbereichs 38 herum angeordnet sind, frei von dem Wärmeleitmaterial 60. Bei Befestigung des Trägers 40 sowie der Trennschaltereinheit 30 am Systemgehäuseoberteil 220 wird das Wärmeleitmaterial 60 auf dem Leistungsbereich 37 um die ersten Befestigungsbohrungen 36 der Leiterplatte 33 der Trennschaltereinheit 30 durch das Systemgehäuseoberteil 220 flach gedrückt. Somit kann ein Wärmedurchgang zwischen der Trennschaltereinheit 30 und dem Systemgehäuseoberteil 220 gewährleistet werden.
4 zeigt schematisch eine Schraubverbindung zwischen der Trennschaltereinheit 30, dem Träger 40 und dem Systemgehäuseoberteil 220.
Dabei ist eine Schraube 224 von einer der Trennschaltereinheit 30 abgewandten Seite des Systemgehäuseoberteils 220 durch die dritte Befestigungsbohrung 222 des Systemgehäuseoberteils 220 und die entsprechende erste Befestigungsbohrung 36 der Leiterplatte 33 der Trennschaltereinheit 30 in den Gewindeeinsatz 48 der zweiten Befestigungsbohrung 46 des Trägers 40 eingeschraubt. Die Schraube 224 ist dabei mit einer Unterkopfdichtung 226 versehen.
Das Systemgehäuseoberteil 220 ist mit einem Absatz 228 auf einer der Trennschaltereinheit 30 zugewandten Seite des Systemgehäuseoberteils 220 um die dritte Befestigungsbohrung 222 des Systemgehäuseoberteils 220 versehen. Bei Befestigung des Trägers 40 sowie der Trennschaltereinheit 30 am Systemgehäuseoberteil 220 wird das Wärmeleitmaterial 60 um die erste Befestigungsbohrung 36 der Leiterplatte 33 der Trennschaltereinheit 30 durch den Absatz 228 flach gedrückt. Somit kann sowohl ein Verkanten beim Anziehen der Schraube 224 vermieden werden, als auch kann der Wärmedurchgang zwischen der Trennschaltereinheit 30 und dem Systemgehäuseoberteil 220 weiter verbessert werden.
In 5 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Batteriesystems 100 mit einem Gleichspannungswandler 80 schematisch dargestellt.
Das erfindungsgemäße Batteriesystem 100 umfasst dabei ein Batteriemodul 10 mit mehreren Batteriezellen 12, eine Steuereinheit 20 zur Steuerung und Überwachung des Batteriemoduls 10 und eine Trennschaltereinheit 30 zum Abschalten eines Entladestroms oder eines Aufladestroms des Batteriemoduls 10, wobei die Trennschaltereinheit 30 auf einem Träger 40 angeordnet ist.
Auf dem Systemgehäuseoberteil 220 des erfindungsgemäßen Batteriesystems 100, ist ein Komponentengehäuse 300 angeordnet, in dem ein Gleichspannungswandler 80 angeordnet ist. Das Komponentengehäuse 300 weist dabei ein Komponentengehäuseunterteil 310 und ein auf dem Komponentengehäuseunterteil 310 aufgesetztes Komponentengehäuseoberteil 320 auf.
Ein zweiter Anschluss 32 der Trennschaltereinheit 30 ist als eine nach oben abgewinkelte Stromschiene ausgebildet und ragt durch ein erstes Fenster 221 des Systemgehäuseoberteils 220 heraus.
Das Komponentengehäuseunterteil 310 weist dabei ein zweites, dem ersten Fenster 221 entsprechendes Fenster 312 auf. Der zweite Anschluss 32 der Trennschaltereinheit 30 ragt dabei durch das zweite Fenster 312 im Komponentengehäuse 300 hindurch und ist mit einem Eingangsanschluss 82 des Gleichspannungswandlers 80 elektrisch sowie mechanisch verbunden.
Zwischen dem Komponentengehäuseunterteil 310 und dem Systemgehäuseoberteil 220 ist eine Dichtungsschnur 330 eingesetzt. In einem durch die Dichtungsschnur 330 umschlossenen Bereich 340 zwischen dem Komponentengehäuseunterteil 310 und dem Systemgehäuseoberteil 220 ist ein dritter Temperierungskanal (nicht dargestellt) ausgeführt. Dabei kann der dritte Temperierungskanal mit dem ersten und dem zweiten Temperierungskanal (nicht dargestellt) hydraulisch seriell geschaltet werden, um einen gemeinsamen Temperierungskreis zu bilden.
Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2012/0132508 A1 [0006]

Claims

Batteriesystem (100), umfassend ein Systemgehäuse (200) mit einem Systemgehäuseunterteil (210) und einem auf dem Systemgehäuseunterteil (210) aufgesetzten Systemgehäuseoberteil (220), mindestens ein Batteriemodul (10) mit mindestens einer Batteriezelle (12, 121 bis 1212), eine Steuereinheit (20) zur Steuerung und Überwachung des mindestens einen Batteriemoduls (10) und eine Trennschaltereinheit (30) zum Abschalten eines Entladestroms oder eines Aufladestroms des mindestens einen Batteriemoduls (10), wobei die Trennschaltereinheit (30) mit der Steuereinheit (20) elektrisch verbunden ist und eine Leiterplatte (33) mit einer Plattenunterseite (34) und einer Plattenoberseite (35) umfasst, wobei das mindestens eine Batteriemodul (10) auf einem Boden (212) des Systemgehäuseunterteils (210) angeordnet ist, wobei die Steuereinheit (20) auf dem mindestens eine Batteriemodul (10) angeordnet ist und wobei die Trennschaltereinheit (30) oberhalb der Steuereinheit (20) auf einem Träger (40) angeordnet ist, wobei sich die Plattenunterseite (34) der Steuereinheit (20) zugewandt ist, während sich die Plattenoberseite (35) dem Systemgehäuseoberteil (220) zugewandt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (40) mit Beinen (42) versehen ist, welche sich auf das mindestens eine Batteriemodul (10) oder auf das Systemgehäuseunterteil (210) stützen, wobei die Beine (42) so ausgestaltet sind, dass sie bei Krafteinwirkung einfedern.
Batteriesystem (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen der Trennschaltereinheit (30) und dem mindestens einen Batteriemodul (10) ein Verbinder (50) eingesetzt ist, der aus einem sich räumlich länglich erstreckenden Metallstreifen hergestellt ist und ein erstes Ende (51) und ein zweites Ende (52) aufweist, zwischen denen eine Welle (54) eingeprägt ist.
Batteriesystem (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen der Trennschaltereinheit (30) und der Steuereinheit (20) ein Flachleiterkabel (22) oder ein Kabelsatz aus Litzenkabeln eingesetzt ist.
Batteriesystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (33) der Trennschaltereinheit (30) mehrere erste Befestigungsbohrungen (36) umfasst, dass der Träger (40) mehrere zweite Befestigungsbohrungen (46) umfasst und dass das Systemgehäuseoberteil (220) mehrere dritte Befestigungsbohrungen (222) umfasst, wobei die jeweiligen ersten, zweiten und dritten Befestigungsbohrungen (36, 46, 222) zur Befestigung des Trägers (40) sowie der Trennschaltereinheit (30) am Systemgehäuseoberteil (220) dienen und miteinander korrespondieren.
Batteriesystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (33) der Trennschaltereinheit (30) in einen Leistungsbereich (37) und einen Logikbereich (38) unterteilt ist, wobei der Leistungsbereich (37) zum Abschalten des Entladestroms oder des Aufladestroms mit dem mindestens einen Batteriemodul (10) elektrisch verbunden ist, wobei der Logikbereich (38) zum Erhalten der Signale mit der Steuereinheit (20) elektrisch verbunden ist und wobei auf der Plattenoberseite (35) ein Wärmeleitmaterial (60) flächig auf dem Leistungsbereich (37) der Leiterplatte (33) aufgetragen ist, wobei das Wärmeleitmaterial (60) in direktem Kontakt mit dem Systemgehäuseoberteil (220) steht.
Batteriesystem (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Plattenoberseite (35) der Logikbereich (38) bis auf ringförmige Bereiche (64), die jeweils um die ersten Befestigungsbohrungen (36) des Logikbereichs (38) herum angeordnet sind, frei von dem Wärmeleitmaterial (60) ist.
Batteriesystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (40) aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestellt ist.
Batteriesystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (40) Rippen (44) zur Erhöhung einer Steifigkeit des Trägers (40) aufweist.
Batteriesystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Systemgehäuseunterteil (210) eine erste Temperierungseinrichtung aufweist und/oder das Systemgehäuseoberteil (220) eine zweite Temperierungseinrichtung aufweist.
Batteriesystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Batteriemodul (10) über die Trennschaltereinheit (30) mit mindestens einer elektrischen Komponente elektrisch verbunden ist, wobei die mindestens eine elektrische Komponente in einem Komponentengehäuse (300) mit einem Komponentengehäuseunterteil (310) und einem auf dem Komponentengehäuseunterteil (310) aufgesetzten Komponentengehäuseoberteil (320) angeordnet ist, wobei das Komponentengehäuseunterteil (310) auf dem Systemgehäuseoberteil (220) angeordnet ist und wobei zwischen dem Komponentengehäuseunterteil (310) und dem Systemgehäuseoberteil (220) eine dritte Temperierungseinrichtung ausgebildet ist.
Batteriesystem (100) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine elektrische Komponente als ein Gleichspannungswandler (80) ausgebildet ist.
Verfahren zum Aufbau eines Batteriesystems (100) mit einem Systemgehäuse (200), das ein Systemgehäuseunterteil (210) und ein Systemgehäuseoberteil (220) aufweist, mindestens einem Batteriemodul (10), das mindestens eine Batteriezelle (12, 121 bis 1212) aufweist, einer Steuereinheit (20) zur Steuerung und Überwachung des mindestens einen Batteriemoduls (10), einer Trennschaltereinheit (30) zum Abschalten eines Entladestroms oder eines Aufladestroms des mindestens einen Batteriemoduls (10), wobei die Trennschaltereinheit (30) eine Leiterplatte (33) mit einer Plattenunterseite (34) und einer Plattenoberseite (35) aufweist und einem Träger (40) zum Tragen der Trennschaltereinheit (30), wobei der Träger (40) Beine (42) aufweist, die so ausgestaltet sind, dass sie bei Krafteinwirkung einfedern, umfassend folgende Schritte: - Anordnen des mindestens einen Batteriemoduls (10) auf einem Boden (212) des Systemgehäuseunterteils (210); - Anordnen der Steuereinheit (20) auf dem mindestens eine Batteriemodul (10) und Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen der Steuereinheit (20) und dem mindestens einen Batteriemodul (10); - Anordnen des Trägers (40) auf dem mindestens einen Batteriemodul (10) oder auf dem Systemgehäuseunterteil (210); - Anordnen der Trennschaltereinheit (30) auf dem Träger (40), wobei sich die Plattenunterseite (34) der Steuereinheit (20) zuwendet, während die Plattenoberseite (35) sich dem Systemgehäuseoberteil (220) zuwendet; - Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen der Trennschaltereinheit (30) und der Steuereinheit (20) mittels eines Flachleiterkabels (22) oder eines Kabelsatzes aus Litzenkabeln; - Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen der Trennschaltereinheit (30) und dem mindestens einen Batteriemodul (10) mittels eines Verbinders (50), der aus einem sich räumlich länglich erstreckenden Metallstreifen hergestellt wird und ein erstes Ende (51) und ein zweites Ende (52) aufweist, zwischen denen eine Welle (54) eingeprägt wird; - Auftragen eines Wärmeleitmaterials (60) auf die Plattenoberseite (35) der Leiterplatte (33) der Trennschaltereinheit (30) und - Aufsetzen des Systemgehäuseoberteils (220) auf das Systemgehäuseunterteil (210).
Verfahren nach Anspruch 12, umfassend einen weiteren Schritt: - Befestigung des Trägers (40) sowie der Trennschaltereinheit (30) am Systemgehäuseoberteil (220).
Kraftfahrzeug, das mindestens ein Batteriesystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 umfasst.