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Die Erfindung betrifft einen Mehrzellen-Hochvoltspeicher mit mehreren zylindrischen Rundzellen und wenigstens einem Zellverbinderset.
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In verschiedenen batterieelektrisch (BEV) und plugin-hybrid (PHEV) angetriebenen Kraftfahrzeugen sind als Traktionsbatterien Mehrzell-Hochvoltspeicher mit Rundzellen verbaut. Häufig werden dabei die einzelnen Batteriezellen häufig über flache, verhältnismäßig großflächige Zellverbinder-Blechstrukturen miteinander verbunden, die auf der Terminalseite der in einer Ebene angeordneten Zellen des Hochvoltspeichers alle oder zumindest eine Vielzahl der seriellen (s) und parallelen (p) elektrischen Verbindungen zwischen den Zellen übernehmen.
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Wegen der zunehmend höherer, benötigten Leitungsquerschnitte werden die Zellverbinder dabei immer breiter und bedecken immer größere Bereiche der Zelloberfläche. Zudem sind sie aufwändig zu fertigen, erfordern einen hohen Materialeinsatz und sind damit auch schwer.
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Aus der
DE 10 2018 208 896 A1 ist ein Batteriemodul mit T-förmig und Kreuz-förmig ausgebildeten Zellverbindern bekannt. Für ein Batteriemodul sind allerdings viele unterschiedliche Bauarten dieser Zellverbinder erforderlich.
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Zellverbindung eines Mehrzellen-Hochvoltspeichers zu verbessern.
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Der unabhängige Anspruch bestimmt mit seinen Merkmalen einen Gegenstand, der diese Aufgabe löst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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Gemäß einem Aspekt wird offenbart eine Zellverbinderanordnung für eine Batteriezelle eines, insbesondere hexagonal in einer Packebene eines Mehrzell-Hochvoltspeichers angeordneten, Verbands von zylindrischen Rund-Batteriezellen, aufweisend: (a) einen Seriellverbinder zur elektrischen Verbindung eines kreisringförmigen Ringpols der Batteriezelle mit einem ungleichartigen Innenpol wenigstens einer weiteren Batteriezelle des Batteriezellverbands, und (b) wenigstens einen Parallelverbinder zur Verbindung des Ringpols mit einem gleichartigen Ringpol jeweils wenigstens einer weiteren Batteriezelle.
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Der Seriellverbinder und wenigstens einer der Parallelverbinder und/oder wenigstens zwei der Parallelverbinder sind auf dem Ringpol in Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnet.
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Insbesondere besteht die Beabstandung zwischen den Verbindungspunkten der voneinander beabstandeten Seriell- und/oder Parallelverbinder, sodass insbesondere eine Stromleitung zwischen den auf dem Ringpol beabstandeten Zellverbindern ausschließlich über den Ringpol selbst erfolgen kann.
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Weil die unterschiedlichen Seriell- und/oder Parallelverbinder der Zellverbinderanordnung voneinander beabstandet mit dem Ringpol verbunden sind, wird bei dem Mehrzellen-Hochvoltspeicher der jeweilige Ringpol der Rundzelle zur elektrischen Leitung bei der Verbindung der Zellen verwendet. Dadurch können die Seriell- und/oder Parallelverbinder kleiner ausgebildet sein. Material kann eingespart werden. Durch die kleine Aus-bildung bleibt ferner eine bessere Zugänglichkeit der Rundzellen erhalten, beispielsweise zum Verkleben und/oder Vergießen des Zellverbunds.
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Durch die Nutzung des Ringpols als Verbindungsleiter werden Zellverbindersets ermöglicht, die aus einer relativ großen Anzahl kleiner Zellverbinder bestehen, anstatt wie bei herkömmlichen Rundzellen-Hochvoltspeichern einen oder wenige, dafür großflächige und/oder komplex zu fertigende Zellverbinder für jeweils eine große Anzahl von Rundzellen zu verwenden. Die einzelnen, kleinen Zellverbinder sind deutlich weniger komplex herzustellen. Ihre Verwendung kann zudem viel flexibler erfolgen, sodass Stückzahleneffekte erreicht werden können, weil identische Zellverbinder für unterschiedliche Parallelverschaltungsmuster verwendet werden können, ggf. sogar bei geringfügig unterschiedlichen Zellgeometrien.
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Unter einem Verband von Batteriezellen ist vorliegend insbesondere eine Mehrzahl von Batteriezellen zu verstehen, die gemeinsam eine Packebene eines Mehrzell-Hochvoltspeichers oder einen Teil, insbesondere ein Zell paket, davon ausbilden, und dazu in ihren Positionen und Ausrichtungen zueinander festgelegt sind.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird offenbart ein Mehrzellen-Hochvoltspeicher mit mehreren, insbesondere einer Vielzahl von, hexagonal angeordneten, zylindrischen Rund-Batteriezellen, die - jeweils an derselben Zylinderkopfseite - einen Innenpol und einen radial darum herum angeordneten, kreisringförmigen Ringpol aufweisen.
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Der Mehrzellen-Hochvoltspeicher weist auf ein Zellverbinderset mit mehreren Zellverbindern, die dazu eingerichtet sind, insbesondere im Zusammenwirken der Zellverbinder, die Batteriezellen des Hochvoltspeichers, insbesondere gemäß einer Verschaltungsvorgabe, zu verschalten, sodass sich eine Zellverbinderanordnung gemäß einer Ausführung der Erfindung ergibt, sprich insbesondere die Seriellverbinder und/oder der Parallelverbinder der Zellverbinder des Zellverbindersets so ausgebildet sind, dass sie im verbauten Zustand auf dem Ringpol der jeweiligen Batteriezelle in Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnet sind.
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Gemäß einer Ausführung sind wenigstens ein Seriellverbinder und ein Parallelverbinder, insbesondere als ein Zellverbinder des Zellverbindersets, einstückig miteinander ausgebildet.
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Damit kann eine kleinbauende Zellverbinder-Grundeinheit geschaffen werden, insbesondere wenn der Zellverbinder tatsächlich eine der Rundzellen ausschließlich mit einer anderen Rundzelle seriell und mit höchstens einer oder zwei oder drei anderen Rundzellen parallel verbindet.
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Der Erfindung liegt unter anderem die Überlegung zugrunde, dass bei bekannten Zellverbindern p-Verbindungen von mehreren Zellen über einen für die p-Verbindung spezifischen Verbinder realisiert werden. Jede p-Verbindung hat dann bei den bekannten Lösungen einen eigenen für die p-Verbindung spezifischen Verbinder.
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Dies bedingt eine hohe Komplexität der Verbinder für p-Verschaltungen, einen relativ hoher Materialeinsatz, und mit einem Design für einen Verbinder erfolgt immer auch eine Festlegung auf ein bestimmtes p-Verschaltungs-Schema.
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Die Erfindung basiert nun unter anderem auf der Idee, die komplexen großen Verbinder einer Mehr-p-Verbindung bei den bekannten Lösungen in kleinere Sub-Verbinder aufzuteilen.
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Dabei erfolgt eine Reduktion der Größe (einfachere Herstellbarkeit bei ähnlicher Komplexität) des einzelnen Zellverbinders für eine Mehr-p-Verschaltung von Rundzellen. Die Zelle - speziell ein kreisringförmiger Pol der Zelle - wird dabei als Leiter genutzt, und es kann Material gespart werden. Verschiedene p-Verbindungen können mit einem immer gleichen Set an Verbindern realisiert werden.
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Gemäß einer Ausführung weist das Zellverbinderset wenigstens einen einstückigen Seriell- und Parallel-Verbinder pro vier oder drei oder zwei, insbesondere hexagonal angeordneten, Rundzellen auf. Damit kann ein kleinteiliges Zellverbinder-Konzept umgesetzt werden, mit den oben beschriebenen Vorteilen.
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Gemäß einer Ausführung verbindet der einstückige Seriell- und Parallel-Verbinder den Innenpol einer Rundzelle mit exakt zwei oder drei Ringpolen benachbarter Rundzellen. Ein solcher Zellverbinder baut maximal klein für den jeweiligen Verbindungsfall. Insbesondere kann die Verbindung mit exakt zwei Ringpolen oder exakt drei Ringpolen bei verschiedenen Parallelverschaltungs-Konfigurationen (beispielsweise Xs2p, Xs3p, Xs4p, Xs5p, Xs6p, Xs7p, Xs8p) Baugrößen-minimal eingesetzt werden. Tendenziell ist hier bei einer Parallelverschaltung einer kleineren Anzahl von Zellen (beispielsweise 2p, 3p, 4p) eher von einer Verbindung von zwei Ringpolen mit einem Zellverbinder auszugehen, bei einer Parallelverschaltung einer größeren Anzahl von Zellen (beispielsweise 5p, 6p, 7p, 8p) eher von einer Verbindung von drei oder sogar vier oder fünf Ringpolen. Die Anzahl der mit einem Zellverbinder verbundenen Ringpole ist aber an sich unabhängig von dem vorgesehenen Parallelverschaltungsmuster und im Einzelfall auch von anderen anwendungsspezifischen Gegebenheiten jenseits des vorgesehenen Parallelverschaltungsmusters abhängig.
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Gemäß einer Ausführung weist das Zellverbinderset nicht mehr als zwei unterschiedliche oder nur einen einzigen Typen von einstückigen Seriell- und Parallel-Verbindern auf, um damit eine Zellverbinderanordnung nach einer Ausführung der Erfindung zu erreichen. Die Verwendung kleinteiliger s-/p-Zellverbinder als Grundtyp der Zellverbinder in einem Mehrzellen-Hochvoltspeicher ermöglicht eine einfache Herstellung der benötigten Zellverbindungen im Hochvoltspeicher. Insbesondere können Hochvoltspeicher mit einem einreihigen Parallelverschaltungsmuster und/oder einer geringen p-Zahl (beispielsweise Xs2p- und die meisten Xs3p-Konfigurationen) mit einem einzigen Typ von s-/p-Zellverbindern auskommen - abgesehen von Anschlussverbindern hinsichtlich eines Stromterminals des Hochvoltspeichers. Hochvoltspeicher mit zweireihigen 6p-Konfigurationen (oder anderen p-Konfigurationen mit mehr als zwei bzw drei parallel verschalteten Zellen) können insbesondere mit zwei Typen von s-/p-Zellverbindern auskommen.
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Gemäß einer Ausführung ist ein Typ von einstückigen Seriell- und Parallel-Verbindern in wenigstens zwei unterschiedlichen Elnbaulagen, insbesondere mit unterschiedlichen Flachseiten zu den Rundzellen hin, angeordnet. Damit kann in bestimmten Konfigurationen ein, insbesondere flächig unsymmetrischer, Zellverbinder mit zwei unterschiedlichen, spiegelsymmetrischen Einbaulagen verbaut werden, sodass trotz einer Notwendigkeit zweier geometrisch unterschiedlicher Zellverbinder ein einziger Typ von Zellverbindern verwendet werden kann.
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Gemäß einer Ausführung weist das Zellverbinderset zwischen halb und drei Viertel, insbesondere zwei Drittel, so viele Zellverbinder wie Rundzellen auf. Dieser Anteil, insbesondere zwei Drittel, ergibt sich aus einer Verwendung möglichst kleinteiliger Zellverbinder und ermöglicht ein Maximum an Materialeinsparung, Stückzahleffekten, und niedriger Fertigungskomplexität.
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Gemäß einer Ausführung sind in dem Mehrzell-Hochvoltspeicher, insbesondere in einer Zellenebene, mindestens acht oder zehn oder zwölf Zellen oder parallel geschaltete Zellpakete, in Reihe geschalten, um eine gewünschte Ausgangsspannung zu erhalten.
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Gemäß einer Ausführung sind in dem Mehrzell-Hochvoltspeicher, insbesondere in einer Zellenebene, jeweils mindestens zwei oder drei Zellen zu Zellpaketen parallel geschaltete, um eine gewünschte Ausgangsstromstärke zu erhalten.
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Gemäß einer Ausführung weist das Zellverbinderset sowohl reine Seriellverbinder als auch einstückige Seriell- und Parallel-Verbinder auf. Damit können weitere Verschaltungskonzepte realisiert werden.
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Gemäß einer Ausführung weist wenigstens einer der Parallelverbinder eine Sicherungseinrichtung, insbesondere eine Sicherungsausnehmung, auf. Damit ist eine denkbar einfache Parallelsicherung erreichbar, die wegen der ihrerseits vielfachen, parallelen Anordnung nur gegen verhältnismäßig niedrige Stromflüsse absichern muss und damit insbesondere als reine Querschnittsverknappung, beispielsweise mittels einer Ausnehmung, ausgebildet sein kann.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird offenbart ein Mehrzellen-Hochvoltspeicher mit mehreren, insbesondere einer Vielzahl von zylindrischen Rundzellen, in einer oder jeweils in mehreren Zellebenen des Hochvoltspeichers. Insbesondere sind die zylindrischen Rundzellen einer Zellebene zueinander mit parallelen Zylindermittenachsen hexagonal zueinander angeordnet. Zur elektrischen Kontaktierung der Rundzellen untereinander weist der Mehrzellen-Hochvoltspeicher wenigstens ein Zellverbinderset mit wenigstens zwei, insbesondere mehreren, Zellverbindern auf, die jeweils zur elektrischen Verbindung eines kreisringförmigen, insbesondere radial außen an einer Kopfseite der Rundzelle jeweils angeordneten, Ringpols einer der Rundzellen mit hexagonal benachbart zur ersten Rundzelle, insbesondere hexagonal um die erste Rundzelle herum oder in der nächsten gleich ausgerichteten Zellenreihe, also in der übernächsten Zellenreihe, angeordneten, weiteren Rundzellen, ausgebildet sind. Jeder der wenigstens zwei Zellverbinder des Zellverbindersets weist bei einer Ausführung gemäß diesem Aspekt wenigstens auf: (i) einen Seriellverbinder zur Verbindung des Ringpols mit einem ungleichartigen (also Minus statt Plus oder anders herum) Innenpol wenigstens einer der weiteren Rundzellen, und (ii) wenigstens einen Parallelverbinder zur Verbindung des Ringpols mit einem gleichartigen (also Minus zu Minus oder Plus zu Plus) Ringpol wenigstens einer der weiteren Rundzellen. Der Seriellverbinder und wenigstens ein Parallelverbinder und/oder wenigstens zwei Parallelverbinder sind auf dem Anschlusspol-Kreisring in Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnet.
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Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren:
- 1 zeigt einen Mehrzell-Hochvoltspeicher gemäß einer ersten beispielhaften Ausführung der Erfindung mit einer Xs2p-Verschaltung.
- 2 zeigt einen Mehrzell-Hochvoltspeicher gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführung der Erfindung mit einer Xs3p-Verschaltung.
- 3 zeigt einen Mehrzell-Hochvoltspeicher gemäß einer dritten beispielhaften Ausführung der Erfindung mit einer Xs3p-Verschaltung.
- 4 zeigt einen Mehrzell-Hochvoltspeicher gemäß einer vierten beispielhaften Ausführung der Erfindung mit einer Xs6p-Verschaltung.
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In 1 ist ein Ausschnitt eines Mehrzell-Hochvoltspeichers 100 gemäß einer ersten beispielhaften Ausführung der Erfindung mit einer Xs2p-Verschaltung mehrerer Batteriezellen 1, hier zylindrischer Rundzellen, dargestellt.
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Die zylindrischen Batteriezellen 1 sind zueinander in hexagonaler Packung angeordnet, d.h. die Batteriezellen 1 sind bezüglich ihrer Hauptlängsachse (senkrecht zur Darstellungsebene) parallel zueinander angeordnet, wobei jede der Batteriezellen 1 von sechs weiteren Batteriezellen umgeben ist, die auf einer gedachten Kreislinie um die Hauptlängsachse der mittigen Batteriezelle 1 gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Natürlich ist nicht jede der Batteriezellen 1 tatsächlich von sechs weiteren Batteriezellen umgeben - dieses Bild soll nur die Anordnungsweise verdeutlichen.
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Jede der Batteriezellen 1 weist einen inneren Pol 3 auf, der in den Ausführungsbeispielen an einer der Stirnseiten der zylindrischen Erstreckung der Batteriezelle um deren Hauptlängsachse als Zentralpol ausgebildet ist. Radial außerhalb des inneren Pols 3 weist jede der Batteriezellen 1 einen kreisringförmigen Ringpol 4 auf, der ungleichartig zum inneren Pol 3 ausgebildet ist, sprich die andere Gleichstrom-Polarisierung aufweist.
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In der Xs2p-Verschaltung sind jeweils zwei zylindrische Batteriezellen 1 zu einem Zellpaket 2.1 parallel verschaltet. Eine vorbestimmte Anzahl - sprich X - Zellpakete 2.1 sind seriell miteinander verschaltet.
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Der Hochvoltspeicher 100 weist eine Zellverbinderanordnung 101 auf, welche die Xs2p-Verschaltung ermöglicht, sodass zumindest bei jeder nicht an einer Verschaltungsschnittstelle zur Umgebung angeordneten Batteriezelle 1 (also zumindest bei jeder Standard-verschalteten Batteriezelle des Hochvoltspeichers) an dem Ringpol 4 ein Seriellverbinder 110 zur Verbindung mit dem inneren Pol einer benachbarten Batteriezelle sowie ein Parallelverbinder 120 zur Verbindung mit dem Ringpol einer anderen benachbarten Batteriezellen angeordnet sind.
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Der Seriellverbinder 110 und der Parallelverbinder 120 sind auf dem Ringpol 4 in Umfangsrichtung U voneinander mit einem minimalen Abstand A beanstandet angeordnet.
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Ferner ist an dem inneren Pol 3 der Batteriezelle 1 ein weiterer Seriellverbinder 112 zur elektrischen Verbindung dem Ringpol einer weiteren anderen Batteriezelle angeordnet.
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Die Zellverbinderanordnung 101 wird durch ein Zellverbinderset 130 erreicht, dass im Ausführungsbeispiel lediglich zwei Typen von Zellverbindern 140 und 150 aufweist.
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Der Zellverbindertyp 140 ist dazu eingerichtet, eine Batteriezelle 1 an ihrem Ringpol 4 sowohl seriell mit einem inneren Pol einer benachbarten Batteriezelle als auch parallel mit einem Ringpol einer anderen benachbarten Batteriezelle zu verbinden. Der Zellverbindertyp 140 bildet als ein einziges Bauteil den Seriellverbinder 110 und den Parallelverbinder 120 aus.
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Der Zellverbindertyp 150 ist dazu eingerichtet, eine Batteriezelle 1 an ihrem Ringpol 4 ausschließlich seriell mit einem inneren Pol einer benachbarten Batteriezelle zu verbinden. Der Zellverbindertyp 150 bildet als ein einziges Bauteil den Seriellverbinder 112 aus.
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Im Hochvoltspeicher 100 wird die Zellverbinderanordnung 101 dadurch erreicht, dass der Zellverbindertyp 140 in einer ersten Einbaulage 142 und einer dazu umgekehrten zweiten Einbaulage 144 verwendet wird, und der Zellverbindertyp 150 in einer ersten Einbaulage 152 und einer dazu umgekehrten zweiten Einbaulage 154.
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Mit dem Zellverbinderset 130 ermöglicht die Zellverbinderanordnung 101 zum Aufbau des Zellkontaktiersystems eine Verwendung einer Vielzahl kleinbauender Zellverbinder, die allesamt lediglich zwei unterschiedlichen Zellverbindertypen 140 und 150 zuzuordnen sind, sodass lediglich zwei unterschiedliche Bauteile verwendet werden müssen, die noch dazu denkbar einfach und in einer hohen Stückzahl zu fertigen sind.
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Im Ausführungsbeispiel sind sechs Batteriezellen 1 dargestellt, die mittels vier Zellverbindern im Sinne der Zellverbinderanordnung 101 verschaltet sind. Zwei der vier Zellverbinder sind vom Typ 140 (eingebaut in den unterschiedlichen Einbaulagen 142 und 144). Die anderen zwei der vier Zellverbinder sind vom Typ 150 (eingebaut in den unterschiedlichen Einbaulagen 152 und 154).
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In 2 ist ein Ausschnitt eines Mehrzell-Hochvoltspeichers 200 gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführung der Erfindung mit einer Xs3p-Verschaltung dargestellt.
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Von dem Hochvoltspeicher 100 gemäß 1 unterscheidet sich der Hochvoltspeicher 200 insbesondere dadurch, dass die einzelnen Zellpakete 2.2 drei parallel verschaltete Batteriezellen 1 aufweisen.
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Im Vergleich mit der Darstellung aus 1 fällt auf, dass eine Zellverbinderanordnung 201 des Hochvoltspeicher 200 im Wesentlichen der Zellverbinderanordnung 101 aus 1 entspricht, nur dass eben jeweils drei Batteriezellen zum Zellpaket 2.2 parallel verschaltet sind.
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Im Ausführungsbeispiel sind neun Batteriezellen 1 dargestellt, die mittels sechs Zellverbindern im Sinne der Zellverbinderanordnung 201 verschaltet sind. Vier der sechs Zellverbinder sind vom Typ 140 (eingebaut in den unterschiedlichen Einbaulagen 142 und 144). Die anderen zwei der sechs Zellverbinder sind vom Typ 150 (eingebaut in den unterschiedlichen Einbaulagen 152 und 154).
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Mit leichter geometrischer Abwandlung entspricht eine Zellverbinderanordnung 301 eines Hochvoltspeichers 300 gemäß der in 3 beschriebenen beispielhaften Ausführung der Zellverbinderanordnung 201 des Hochvoltspeichers 200 aus 2.
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in Figur drei ist beispielhaft eine weitere Abwandlung dargestellt: die Zellverbinder vom Typ 340 entsprechen bis auf die genannte geometrische Abweichung funktional dem Typ 140 aus den Figuren eins und zwei; zusätzlich ist hier aber eine Ausnehmung zur Querschnittsbegrenzung eingebracht, die als Überlaststrom-Sicherung 341 für die parallele Verschaltung der Batteriezellen 1 dient
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In 4 ist ein Ausschnitt eines Mehrzell-Hochvoltspeichers 400 gemäß einer vierten beispielhaften Ausführung der Erfindung mit einer Xs6p-Verschaltung dargestellt.
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In der Xs6p-Verschaltung sind jeweils sechs zylindrische Batteriezellen 1 zu einem Zellpaket 2.4 parallel verschaltet. Eine vorbestimmte Anzahl - sprich X - Zellpakete 2.4 sind seriell miteinander verschaltet.
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Der Hochvoltspeicher 400 weist eine Zellverbinderanordnung 401 auf, welche die Xs6p-Verschaltung ermöglicht, sodass mehrere 3x2-Zellpakete 2.4 zueinander verschaltet werden können. Bei dieser Anordnung ist es erforderlich, Batteriezellen sowohl mit Batteriezellen in der direkt benachbarten Zellreihe als auch mit Batteriezellen in der übernächsten Zellreihe zu verbinden.
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Dazu werden die Batteriezellen jeder geraden Zellreihe G auch parallel miteinander verbunden, wohingegen die Batteriezellen jeder ungeraden Zellreihe U nur seriell verbunden werden.
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An dem Ringpol 4 einer Batteriezelle 1 einer geraden Zellreihe sind also zwei Parallel-verbinder 420 und 422 zur Verbindung mit den zwei benachbarten Batteriezellen in derselben Zellreihe angeordnet, sowie ein Seriellverbinder 410 zur Verbindung mit dem inneren Pol einer Batteriezelle in der übernächsten Zellreihe. Alle drei Verbinder 410, 420 und 422 sind derart in Umfangsrichtung des Ringpol vier voneinander beanstandet, dass zwischen dem Seriellverbinder 410 und jedem der Parallelverbinder 420 und 422 jeweils ein Abstand A* besteht.
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Ferner ist an dem inneren Pol 3 der Batteriezelle 1 ein weiterer Seriellverbinder 412 zur elektrischen Verbindung mit dem Ringpol einer weiteren Batteriezelle in der entgegengesetzten übernächsten Zellreihe angeordnet.
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Eine Batteriezelle einer ungeraden Zellreihe weist lediglich an ihrem Ringpol und an ihrem inneren Pol jeweils einen Seriellverbinder 412 bzw. 414 auf.
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Die Zellverbinderanordnung 401 wird durch ein Zellverbinderset 430 erreicht, dass im Ausführungsbeispiel lediglich zwei Typen von Zellverbindern 440 und 450 aufweist.
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Der Zellverbindertyp 440 ist dazu eingerichtet, eine Batteriezelle in einer gerade Zellreihe G an ihrem Ringpol 4 sowohl seriell mit dem inneren Pol jeweils einer Batteriezelle in beiden benachbarten, ungeraden Zellreihen U zu verbinden, als auch parallel mit einem Ringpol einer benachbarten Batteriezelle in derselben geraden Zellreihe G zu verbinden. Der Zellverbindertyp 440 bildet damit als ein einziges Bauteil jeweils einen Seriellverbinder 410 und 412 sowie jeweils einen Parallelverbinder 420 und 422 aus.
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Der Zellverbindertyp 450 ist hingegen lediglich dazu eingerichtet, eine Batteriezelle in einer ungeraden Zellreihe U an ihrem Ringpol seriell mit einem inneren Pol einer Batteriezelle in der übernächsten Zellreihe, sprich der nächsten ungeraden Zellreihe U zu verbinden. Der Zellverbindertyp 150 bildet damit als ein einziges Bauteil den Seriellverbinder 414 aus.
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Mit dem Zellverbinderset 430 ermöglicht die Zellverbinderanordnung 401 zum Aufbau des Zellkontaktiersystems eine Verwendung einer Vielzahl kleinbauender Zellverbinder, die allesamt lediglich zwei unterschiedlichen Zellverbindertypen 440 und 450 zuzuordnen sind, sodass lediglich zwei unterschiedliche Bauteile verwendet werden müssen, die noch dazu denkbar einfach und in einer hohen Stückzahl zu fertigen sind.
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Im Ausführungsbeispiel sind achtzehn Batteriezellen 1 dargestellt, die mittels zwölf Zellverbindern im Sinne der Zellverbinderanordnung 401 verschaltet sind. Jeweils sechs der zwölf Zellverbinder sind vom Typ 440 bzw. vom Typ 450.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Batteriezellen, hier zylindrische Rundzellen
- 2
- Zellpakete
- 3
- innerer Pol, hier Zentralpol, einer Batteriezelle
- 4
- Ringpol einer Batteriezelle
- 100, 200, 300, 400
- Mehrzell-Hochvoltspeicher
- 101, 201, 301, 401
- Zellverbinderanordnung
- 110, 112, 410, 412, 414
- Seriellverbinder
- 142, 144
- Einbaulagen eines Zellverbinders des Typs 140
- 152, 154
- Einbaulagen eines Zellverbinders des Typs 150
- 120, 420, 422
- Parallelverbinder
- 130, 230, 330, 430
- Zellverbinderset
- 140, 150, 440, 450
- Zellverbindertypen
- 341
- Überlaststrom-Sicherung
- A, A*
- kleinster Abstand zweier Zellverbinder an einem Ringpol
- G
- gerade Zellreihe
- U
- ungerade Zellreihe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018208896 A1 [0004]
