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Die Erfindung betrifft ein modulares Batteriesystem.
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Batteriesysteme können beispielsweise als Antriebsbatteriesysteme zur Energieversorgung von Elektrofahrzeugen zum Einsatz kommen. Batteriesysteme können auch als Stromspeicher in einem lokalen oder überregionalen Versorgungsstromnetz zum Einsatz kommen.
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Batteriesysteme bestehen aus mindestens einer elektrochemischen Batteriezelle und einer Batteriemanagement- und Leistungselektronik. Die elektrochemische Batteriezelle setzt sich zusammen aus einer Gruppe von Elektroden in einem Elektrolytmaterial innerhalb eines Elektrolytbehälters mit elektrischen Kontakten an dessen Außenseite. Oftmals werden in einem Batteriesystem mehrere Batteriezellen in Serie oder parallel verschaltet, um eine gewünschte Kapazität und Leistungsabgabe bereit zu stellen.
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Eine der größten Barrieren, welche die Elektrifizierung des Mobilitätssektors (industriell, heavy-duty, kommunal, privat, on-road und off-road) zu überwinden hat, besteht in der wirtschaftlichen Gleichwertigkeit mit bestehenden Kraftstoffen und Antriebstechnologien. Dabei liegt eine große Herausforderung in den Kosten des Batteriesystems, die einen großen Anteil der Gesamtkosten von z.B. Elektrofahrzeugen ausmachen.
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Im Zuge der Energiewende besteht eine große Herausforderung in der verbrauchsangepassten Bereitstellung elektrischer Energie durch das Versorgungsstromnetz. Denn die Bereitstellung elektrischer Energie aus erneuerbaren Energiequellen, wie Windenergieanlagen oder Photovoltaikanlagen, ist in erheblichem Maße witterungsabhängig und kann anders als elektrische Energie aus Kraftwerken, die zur Stromerzeugung fossile Brennstoffe verbrauchen, nicht an einen aktuellen Stromverbrauch in dem Versorgungsstromnetz angepasst werden. Daher sind Energiespeicher wie Batteriesysteme erforderlich, um überschüssige Energie bei günstiger Witterung aufzunehmen und erst zu einem späteren Zeitpunkt bei Bedarf wieder abzugeben. Die enormen Kosten großer Energiespeicheranlagen auf der Basis von Batteriesystemen stellen ein Investitions- und damit Entwicklungshemmnis dar.
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Die
US 10,008,869 B2 beschreibt ein Batteriesystem, das eine mobile und flexible Anpassbarkeit zur Verwendung in einem skalierbaren Versorgungsnetz erlauben soll. Das Batteriesystem hat eine zylindrische Hülle mit einander gegenüberliegenden Kontakteinheiten. Innerhalb der zylindrischen Hülle sind funktionelle Gruppen aus mehreren Energiespeicherzellen vorgesehen, die durch Isolierungen kurzschlusssicher voneinander getrennt und mit Halterungen befestigt sind. Ferner sind in der zylindrischen Hülle bei den gegenüberliegenden Kontakteinheiten einerseits eine Kommunikationsschnittstelle und andererseits eine Steuervorrichtung untergebracht. Eine Vielzahl von Batteriesystemen kann blockweise zusammengefasst werden, um zum Beispiel eine große Kapazität als Energiespeicher für Windenergieanlagen bereitzustellen. Durch die Verwendung einer Vielzahl gleichartiger Batteriesystem soll ein standardisierbares System realisiert werden.
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Neben der generellen Reduktion von Produktionskosten durch Skalierungseffekte gilt es zusätzlich die tatsächlichen Kosten über die Produktlebensdauer zu betrachten und zu optimieren. Vor allem die eigentlichen Batteriezellen unterliegen im Laufe der Lebensdauer einer Batterie einer verbrauchsbedingten Kapazitätsreduktion und anderen Alterungserscheinungen. Im Gegensatz dazu sind häufig die restlichen Systembestandteile für einen deutlich längeren Lebenszyklus ausgelegt oder auslegbar, ohne dass sie wirtschaftlich gegenüber einer kurzlebigeren Lösung einen Nachteil erzeugen. Des Weiteren ist festzustellen, dass ein besonders hohes Innovationspotenzial wie auch Kostenreduktionspotenziale im Bereich der eigentlichen Batteriezelle zu verorten sind. Gleichzeitig besteht für Batterieintegratoren die Problemstellung, dass der Zellpreis aufgrund der hohen Nachfrage, sowie der starken Abhängigkeit von Batteriezell-Herstellern nur geringfügig beeinflussbar ist.
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Weiteres Kosteneinsparpotenzial besteht indes bei den übrigen Batteriesystemkomponenten jenseits der elektrochemischen Batteriezelle. Folglich besteht ein Wunsch darin, den hohen Preis moderner Batteriesysteme um den Betrag der sonstigen Batteriesystemkomponenten zu mindern. Die Möglichkeit hierzu wird unter anderem in der Weiter- oder Wiederverwendung der Batteriesystemkomponenten gesehen, die nicht derselben Abnutzung unterliegen, wie die eigentliche Batteriezelle. Ein Ziel liegt hierbei in einer Wiederverwendung eines Batteriesystems in derselben Applikation. So könnten beispielsweise Fahrzeuge mit einer deutlich erhöhten Lebensdauer genutzt werden, denn häufig ist die Antriebsbatterie der erste Teil, der abgenutzt ist. Alternativ kann es wünschenswert sein, ein Batteriesystem in einer Applikation mit geringeren Anforderungen weiter zu verwenden („Second-Life“). Da konventionelle Batteriesysteme in vielen Fällen stark an eine spezifische Applikation angepasst sind, fallen bei der Weiterverwendung von Batteriesystemen in einer anderen Applikation häufig hohe Integrationskosten zur Anpassung an, was eine Weiterverwendung mitunter wirtschaftlich unattraktiv erscheinen lässt.
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Sowohl bei der Weiterverwendung als der Wiederverwendung hat sich die mechanische Trennung von Batteriesystemkomponenten und Batteriezellen als Problem herausgestellt. Batteriezellen und Batteriesystemkomponenten sind insbesondere im Bereich der Elektromobilität oftmals als untrennbare Einheit ausgestaltet, sodass die Trennung nur unter hohem Aufwand und Beschädigungsrisiko erfolgen kann. Zudem besteht häufig ein hohes Verletzungs- und Beschädigungsrisiko wegen unisolierter elektrischer Verbindungen zwischen Batteriezellen und Batteriesystem-Komponenten.
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Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Batteriesystem bereitzustellen, das die Nachteile des Stands der Technik überwindet sowie insbesondere eine verbesserte Weiter- und Wiederverwendbarkeit, vorzugsweise bei vereinfachter und sicherer Handhabbarkeit, gewährleistet.
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Demgemäß wurde ein modulares Batteriesystem gefunden, umfassend
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eine Vielzahl, insbesondere formgleicher, elektrischer Speicherzellmodule mit einem Zellgehäuse und einem Adapteranschluss, der an einer Fußseite des Zellgehäuses angeordnet ist, und eine Baueinheit mit einem Basisgehäuse, enthaltend
- - ein in dem Basisgehäuse angeordnetes Batterie-Managementsystem, eingerichtet und ausgelegt für die Überwachung und Steuerung von Auf- und Entladung der Vielzahl elektrischer Speicherzellmodule, wobei insbesondere das Batterie-Managementsystem Mess-, Überwachungs- und/oder Schutzelektronik umfasst;
- - eine Vielzahl von Adapteranschlussstellen zum reversiblen Aufnehmen der Adapteranschlüsse, wobei die Adapteranschlussstellen an die Adapteranschlüsse formangepasst sind und wobei die Adapteranschlussstellen und Adapteranschlüsse zu einander korrespondierende elektrische Kontakte aufweisen,
- - wenigstens eine an dem Basisgehäuse angeordnete Schnittstelle zur elektrischen Verbindung der Baueinheit mit einem Verbraucher- und/oder Versorgersystem, insbesondere für Spannungen im Bereich 24 VDC bis 150 VDC,
- - in dem Basisgehäuse angeordnete Leistungselektronik zum Übermitteln elektrischer Energie zwischen der Schnittstelle und den Speicherzellmodulen.
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Insbesondere wurde ein modulares Batteriesystem gefunden, umfassend
eine Vielzahl, insbesondere formgleicher, elektrischer Speicherzellmodule mit einem Zellgehäuse und einem Adapteranschluss, der an einer Fußseite des Zellgehäuses angeordnet ist, und eine Baueinheit mit einem Basisgehäuse, enthaltend
- - ein in dem Basisgehäuse angeordnetes Batterie-Managementsystem, eingerichtet und ausgelegt für die Überwachung und Steuerung von Auf- und Entladung der Vielzahl elektrischer Speicherzellmodule, wobei insbesondere das Batterie-Managementsystem Mess-, Überwachungs- und/oder Schutzelektronik umfasst;
- - eine Vielzahl von Adapteranschlussstellen zum reversiblen Aufnehmen der Adapteranschlüsse, wobei die Adapteranschlussstellen an die Adapteranschlüsse formangepasst sind und wobei die Adapteranschlussstellen und Adapteranschlüsse zu einander korrespondierende elektrische Kontakte aufweisen,
- - wenigstens eine an dem Basisgehäuse angeordnete Schnittstelle zur elektrischen Verbindung der Baueinheit mit einem Verbraucher- und/oder Versorgersystem, insbesondere für Spannungen im Bereich 24 VDC bis 150 VDC,
- - in dem Basisgehäuse angeordnete Leistungselektronik zum Übermitteln elektrischer Energie zwischen der Schnittstelle und den Speicherzellmodulen,
wobei das Basisgehäuse wenigstens eine Öffnung zum Entnehmen und/oder Einsetzen der Vielzahl von Speicherzellmodulen gegenüber der Adapteranschlussstellen aufweist.
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Demnach ist erfindungsgemäß ein modulares Batteriesystem vorgesehen, das eine Vielzahl elektrischer Speicherzellmodule umfasst und eine Baueinheit mit einem Basisgehäuse, das ein Batterie-Managementsystem, eine Vielzahl von Adapteranschlussstellen, wenigstens eine Schnittstelle und eine Leistungselektronik beinhaltet.
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Die Vielzahl von elektrischen Speicherzellmodule eines Batteriesystems kann eine Anzahl im Bereich 6 bis 1.000, insbesondere im Bereich 20 bis 100 sein. Die Speicherzellmodule weisen je ein individuelles Zellgehäuse und einen Adapteranschluss auf. Ein Speicherzellmodul kann genau eine oder mehrere Speicherzellen umfassen. Der jeweilige Adapteranschluss ist an einer Fußseite des jeweiligen Zellgehäuses angeordnet. Es kann bevorzugt sein, dass die Flankenseite(n) des Zellgehäuses und/oder die Stirnseite des Zellgehäuses frei von Anschlussschnittstellen wie beispielsweise Datenübertragungsanschlüssen, elektrischen Kontakten und/oder hydraulischen Anschlüssen sind. Das Zellgehäuse einer einzelnen Speicherzelle kann eine staub- und/oder wasserdichte Zellgehäusehülle aufweisen, insbesondere eine Zellgehäusehülle wenigstens der Schutzklasse IP20, IP55, IP6K9K oder dichter. Die Vielzahl elektrischer Speicherzellmodule kann insbesondere mit formgleicher Gestalt ausgebildet sein. Vorzugsweise ist Gestalt eines Speicherzellmoduls ist im Allgemeinen zylindrisch, insbesondere mit einem kreisförmigen Querschnitt, oder prismatisch, mit einem polygonalen, insbesondere rechteckigen, beispielsweise quadratischen, Querschnitt. Der Querschnitt des Speicherzellmoduls kann wenigstens einen asymmetrischen Abschnitt aufweisen, beispielsweise eine Abflachung, ein Vorsprung und/oder ein Rücksprung, der dazu ausgelegt und eingerichtet ist, eine eindeutige Einsatzorientierung des Zellgehäuses festzulegen.
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Das Basisgehäuse und die Zellgehäuse unterscheiden sich voneinander. Das Basisgehäuse ist ein Teil der Baueinheit. Jedes der Vielzahl an elektrischen Speicherzellmodulen hat ein individuelles Zellgehäuse, oder anders gesagt ist jedem Speicherzellmodul ein eigenes Zellgehäuse zugeordnet. Die Zellgehäuse verschiedener Speicherzellmodule können baugleich sein. Das Basisgehäuse und die Zellgehäuse können formangepasst aneinander gestaltet sein. Die Vielzahl an Zellgehäusen ist reversibel an dem Basisgehäuse befestigbar. Beispielsweise kann eine Schraubverbindung zum Befestigen je einer oder je mehrerer Zellgehäuse an dem Basisgehäuse vorgesehen sein. Es kann bevorzugt sein, dass die Zellgehäuse untereinander keine unmittelbare Verbindung aufweisen. Vorzugsweise sind die Gehäuse mittels des Basisgehäuses mit einander verbunden. Das Basisgehäuse kann eine staub- und/oder wasserdichte Basisgehäusehülle aufweisen, insbesondere eine Basisgehäusehülle wenigstens der Schutzklasse IP20, IP55, IP6K9K oder dichter.
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Das Batterie-Managementsystem ist in dem Basisgehäuse angeordnet. Das Batterie-Managementsysteme ist eingerichtet und ausgelegt für die Überwachung und Steuerung von Auf- und Entladung der Vielzahl elektrischer Speicherzellmodule. Insbesondere umfasst das Batterie-Managementsystemen eine Messelektronik, eine Überwachungselektronik und/oder eine Schutzelektronik. Es kann bevorzugt sein, dass das Batterie-Managementsystem (BMS) dazu ausgelegt und eingerichtet ist, die Gesamtspannung des Batteriesystems zu überwachen und/oder zu steuern. Alternativ oder zusätzlich kann das Batterie-Managementsystem dazu ausgelegt und eingerichtet sein, die Spannung individueller Speicherzellmodule und/oder individueller innerhalb von Speicherzellmodulen untergebrachter Speicherzellen zu überwachen und/oder zu steuern. Insbesondere ist das Batterie-Managementsystem dazu ausgelegt und eingerichtet, einen Eingangsstromfluss und/oder einen Ausgangsstromfluss des Batteriesystems, individueller Speicherzellmodule und/oder individueller Speicherzellen zu überwachen und/oder zu steuern. Das Batterie-Managementsystem kann ferner ausgelegt und eingerichtet sein für eine Temperaturüberwachung des Batteriesystems, individueller Speicherzellmodule und/oder individueller Speicherzellen. Die Schutzelektronik kann dazu eingerichtet und ausgelegt sein, dass Überschreiten und/oder Unterschreiten vorbestimmter Schwellenwerte in Bezug Spannung und/oder Stromfluss zu verhindern. Die Messelektronik kann dazu eingerichtet und ausgelegt sein, einen ist-Wert, beispielsweise in Bezug auf eine Spannung, einem Stromfluss oder eine Temperatur, zu bestimmen.
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Die Baueinheit weist eine Vielzahl von Adapteranschlussstellen zum reversiblen Aufnehmen der Adapteranschlüsse der Vielzahl an Speicherzellmodulen auf. Die Vielzahl von Adapteranschlussstellen eines Batteriesystems kann eine Anzahl im Bereich 10 bis 1.000, insbesondere im Bereich 20 bis 100 sein. Vorzugsweise sind die Adapteranschlussstellen der Baueinheit formgleich. Insbesondere kann die Anzahl an Adapteranschlussstellen der Anzahlung an Speicherzellmodulen entsprechen. Die Adapteranschlussstellen sind an die Adapteranschlüsse der Speicherzellmodule formangepasst, insbesondere formkomplementär zu einander gestaltet. Insbesondere sind die Adapteranschlussstellen derart an die Adapteranschlüsse angepasst, dass eine Einsatzrichtung eines Speicherzellmoduls in eine zugeordnete Adapteranschlussstelle eindeutig festgelegt ist. Zusätzlich oder alternativ sind die Adapteranschlussstellen derart an die Adapteranschlüsse angepasst, dass eine Einsatzstellung eines jeweiligen Speicherzellmoduls relativ zu der Baueinheit festgelegt ist. Die Adapteranschlussstellen und die Adapteranschlüsse weisen zu einander korrespondierende elektrische Kontakte auf. Die elektrischen Kontakte der Adapteranschlüsse und der Adapteranschlussstellen gestatten die Übertragung einer elektrischer Spannung und/oder eines elektrischen Stroms zwischen einem jeweiligen Speicherzellmodul und der Baueinheit. Vorzugsweise sind die elektrischen Kontakte des jeweiligen Adapteranschlusses eines Speicherzellmoduls in einem konkaven und/oder in Richtung des Zellgehäuse-inneren versetzten Rücksprung angeordnet. Die elektrischen Kontakte eines jeweiligen Adapteranschlusses können steckdosenartig sein, sodass ein versehentlicher Berührkontakt durch einen Benutzer verhindert wird. Die Adapteranschlussstellen können steckerartig sein, wobei eine Schutzelektronik der Baueinheit zur Vermeidung von Kurzschlüssen an den Adapteranschlussstellen ausgelegt und eingerichtet sein kann. Insbesondere können die elektrischen Kontakte einer jeweiligen Adapteranschlussstellen an einem oder als ein konkave und/oder in Richtung von dem Basisgehäuse-inneren hervorstehenden Vorsprung angeordnet. Vorzugsweise sind die Vielzahl von Adapteranschlussstellen ortsfest an der Baueinheit, insbesondere ortsfest an dem Basisgehäuse, angeordnet.
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Die Baueinheit weist wenigstens eine an dem Basisgehäuse angeordnete Schnittstelle zur elektrischen Verbindung der Baueinheit mit einem Verbraucher- und /oder Versorgersystem auf. Die in dem Basisgehäuse angeordnete Schnittstelle umfasst insbesondere ein Leistungsübertragungsleitung und eine, vorzugsweise von der Leistungsübertragungsleitung getrennte, Datenübertragungsleitung auf. Das Verbrauchersystem kann beispielsweise ein Antriebsystem eines Elektrofahrzeugs sein, dem das Batteriesystem als Antriebsbatteriesystem dient. Das Versorgersystem kann beispielsweise ein Rekuperationssystem oder ein Ladestellenanschluss eines Elektrofahrzeugs sein, das das Batteriesystem mit elektrischer Energie speist. Es kann bevorzugt sein, dass die Schnittstelle ausgelegt ist für Spannungen von wenigstens 24 VDC, insbesondere wenigstens 28 VDC, vorzugsweise wenigstens 60 VDC, und/oder für Spannungen von nicht mehr als 300 VDC, insbesondere nicht mehr als 150 VDC, vorzugsweise nicht mehr als 120 VDC. Eine Betriebsspannung von wenigstens 60 VDC wird im Allgemeinen im Logistiksektor benötigt. Für viele Anwendungen hat sich der Niederspannungsbereich bis maximal 150 VDC als besonders praxistauglich erwiesen.
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In dem Basisgehäuse ist eine Leistungselektronik angeordnet, die ausgelegt und eingerichtet ist, elektrische Energie zwischen der Schnittstelle und den Speicherzellmodulen zu übermitteln. Einerseits kann elektrische Energie von der Schnittstelle in ein Speicherzellmodul oder mehrere Speicherzellmodule eingespeist werden, um dieses oder diese aufzuladen. Umgekehrt kann aus einem Speicherzellmodul oder aus mehreren Speicherzellmodulen elektrische Energie durch die Schnittstelle an ein Verbrauchersystem bereitgestellt werden. Zur Übertragung elektrische Energie zwischen der Leistungselektronik und einem jeweiligen Speicherzellmodul sind die elektrischen Kontakte der Adapteranschlüsse und diesen zugeordneten Adapteranschlussstellen vorgesehen.
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Das Basisgehäuse ist relativ zu den Adapteranschlussstellen gegenüberliegend zu den Speicherzellmodulen angeordnet. Insbesondere sind die Adapteranschlussstellen derart an dem Basisgehäuse angeordnet, dass ein Einsetzen und/oder Entnehmen der Speicherzellmodule von den Adapteranschlussstellen ungehindert durch das Basisgehäuse ist. Beispielsweise sind in der Einsatzstellung der Speicherzellmodule die Adapteranschlussstellen zwischen den Speicherzellmodulen und dem Basisgehäuse angeordnet. Insbesondere ist das Basisgehäuse derart geformt, dass eine ungehinderte Entnahme und/oder ein ungehindertes Einsetzen der Vielzahl von Speicherzellmodulen in einer Einsatzrichtung gewährleistet ist. In Bezug auf das Basisgehäuse können die Einsatzrichtung der Vielzahl an Speicherzellmodulen parallel zu einander ausgerichtet sein. Es ist denkbar, dass sich das Basisgehäuse in Bereichen benachbart zu den Adapteranschlussstellen zumindest abschnittsweise parallel zur Einsatzrichtung der Speicherzellmodule auf der Speicherzellseite der Adapteranschlussstellen erstreckt. Es kann bevorzugt sein, dass in Bezug auf die Adapteranschlussstellen sich das Basisgehäuse ausschließlich auf einer ersten Seite der Adapteranschlussstellen und die Speicherzellmodule ausschließlich auf der anderen Seite der Adapteranschlussstellen angeordnet sind. Das Basisgehäuse kann wenigstens eine Öffnung zum Entnehmen und/oder Einsetzen der Vielzahl von Speicherzellmodulen gegenüber den Adapteranschlussstellen aufweisen.
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Im Unterschied zu konventionellen Batteriesystemen, bei denen ein Basisgehäuse sowohl Batteriezellmodule als auch Batteriemanagement- und Leistungselektronik umgibt, ermöglicht die erfindungsgemäße Ausgestaltung ein besonders einfaches Handhaben und insbesondere Trennen der Batteriezellmodule von anderen Batteriesystemkomponenten. Bei dem erfindungsgemäßen Batteriesystem können defekte Speicherzellmodule wie auch Speicherzellmodule, die das Ende ihrer Lebensdauer erreicht haben, auf einfache Weise und ohne Verletzungs- oder Beschädigungsrisiko entnommen werden. Dabei kann die Baueinheit des modularen Batteriesystems im Bereich der Applikation verbleiben und zur Wiederverwendung des Batteriesystems ist lediglich mit frischen Speicherzellmodulen ausgestattet werden. Ferner können erfindungsgemäße Batteriesysteme in unterschiedlichen Applikationen derart kompatibel ausgestattet sein, dass die Integrations-Anpassung bezüglich der jeweiligen Applikation durch die spezifische Baueinheit gewährleistet ist, wohingegen die Speicherzellmodule interoperabel gestaltet sein können, also ohne Modifikationserfordernis beliebig der einen oder der anderen Applikation zugeordnet werden können. Durch die Verwendung derselben oder gleichartiger Speicherzellmodule in verschiedensten Applikationen lassen sich besonders große Skalierungseffekte erreichen.
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Gemäß einer Ausführung weist das Basisgehäuse an wenigstens einer oder genau einer Außenseite eine Anschlussfläche auf, an der die Vielzahl von Adapteranschlussstellen insbesondere alle angeordnet sind. Eine solche Anschlussfläche kann als Backplane bezeichnet werden. Die Backplane kann pro Adapteranschlussstelle je eine oder mehrere Schraubverbindungen zum Befestigen des Speicherzellmoduls oder der Speicherzellmodule umfassen. Es kann bevorzugt sein, dass eine einzige Anschlussfläche an dem Basisgehäuse vorgesehen ist. Die Anschlussfläche kann sich vollflächig an einer Außenseite des Basisgehäuses erstrecken. Eine Außenseite des Basisgehäuses kann teilweise oder vollständig durch die Anschlussfläche gebildet sein. Insbesondere sind alle Adapteranschlussstellen des Batteriesystems in der Anschlussfläche in einer Ebene, vorzugsweise in einem Schachbrettmuster, angeordnet.
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Durch die Bereitstellung einer Backplane wird eine besonders einfache Wartbarkeit des Batteriesystems erreicht.
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Bei einer Weiterbildung weisen die die Anschlussfläche und die Adapteranschlüsse zu einander korrespondierende Wärmeübertragungsmittel auf. Die Wärmeübertragungsmittel sind eingerichtet und ausgelegt zur Abfuhr thermischer Energie aus den Speicherzellmodulen zur Baueinheit und/oder zur Einbringung thermischer Energie von der Baueinheit in die Speicherzellmodule. Die Wärmeübertragungsmittel können Wärmeleitkontakte umfassen, die zum konduktiven Wärmetransport aus dem Speicherzellmodul in die Baueinheit oder umgekehrt ausgelegt und eingerichtet sind. Zusätzlich oder alternativ können die Wärmeübertragungsmittel hydraulische Anschlüsse umfassen, die zum konvektiven Wärmetransport aus einem oder in ein jeweiliges Speicherzellmodul eingerichtet und ausgelegt sind. Indem die Wärmeübertragungsmittel zum energieeffizienten Temperaturmanagement des Batteriesystems in die Adapteranschlüsse integriert sind, ist kein besonderer Handhabungsaufwand beim Einführen oder Abtrennen einzelner Speicherzellmodule erforderlich.
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Gemäß einer anderen Weiterbildung, die mit der vorigen kombinierbar ist, weist das Basisgehäuse eine L-förmige Grundform auf. ein L-förmiges Basisgehäuse weist zwei quer, insbesondere orthogonal, zu einander hervorstehende Schenkel auf, die auf einander zu weisende Schenkelinnenseiten und voneinander fort weisende Schenkelaußenseiten definieren. Die Schenkel treffen an einer Stoßkante aufeinander und weisen einander gegenüberliegende Schenkelenden fern der Stoßkante auf. Sowohl die Schenkelinnenseiten als auch die Schenkelaußenseiten bilden Außenseiten des Basisgehäuses. Die Anschlussfläche erstreckt sich an einer der beiden Schenkelinnenseiten. Die Schnittstelle ist an einem Schenkel, insbesondere am Schenkelende, angeordnet. Es kann bevorzugt sein, dass die Anschlussschnittstellen eine Einsatzrichtung quer, insbesondere senkrecht, zu der der Anschlussfläche zugeordneten Innenseite aufweisen, wobei insbesondere die Schnittstelle an dem in der Einsatzrichtung hervorstehenden Schenkelende angeordnet ist. Alternativ kann die Schnittstelle quer zur Einsatzrichtung der Speicherzellmodule an einer Seitenfläche des Schenkels angeordnet sein. Insbesondere ist die Anschlussfläche an einem ersten Schenkel und die Schnittstelle an einem zweiten, zum ersten unterschiedlichen Schenkel angeordnet. Eine L-förmige Gestalt des Basisgehäuses erlaubt einen besonders einfachen Zugriff sowohl auf die Speicherzellmodule als auch auf die Schnittstelle, sodass ein einfacher Ein- und Ausbau des Batteriesystems, dessen Systemkomponenten und Speicherzellmodule gewährleistet ist.
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Bei einer Ausführungsform des modularen Batteriesystems ist die Leistungselektronik eingerichtet und ausgelegt, die elektrischen Kontakte der Adapteranschlussstellen derart, insbesondere in Serie und/oder parallel, mit einander zu verbinden, dass die von den Adapteranschlussstellen aufgenommenen Speicherzellmodule eine Batterie bilden.
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Bei einer anderen Ausführungsform eines modularen Batteriesystems, das mit den vorigen kombinierbar ist, weisen die, insbesondere formgleichen, Adapteranschlussstellen je mindestens einen elektrischen Hauptverbinder, insbesondere in Form eines Steck-,
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Klemm- oder Messer-Steck-Verbinders, sowie gegebenenfalls einen Hilfsverbinder, auf. Vorzugsweise stehen der Hauptverbinder sowie gegebenenfalls der Hilfsverbinder von dem Basisgehäuse, insbesondere steckerartig, hervor. Insbesondere sind an den Adapteranschlussstellen elektrische Kontakte in Form je mindestens eines hervorstehenden Hauptverbinders und an den Adapteranschlüssen dazu korrespondierende, insbesondere formkomplementäre, Hauptverbinder-Aufnahmen mit innenliegenden elektrischen Kontakten vorgesehen. Die Verwendung von Hauptverbindern erlaubt eine einfach realisierbare sichere und fehlerfreie Kontaktierung.
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Bei einer Ausführung des modularen Batteriesystems weisen die Adapteranschlussstellen mindestens einen mechanischen und/oder elektronischen Verpolungsschutz auf, der mit einem Verpolungsschutz mindestens eines Adapteranschlusses der elektrischen Speicherzelle oder des Speichermoduls insbesondere formkomplementär korrespondiert. Der Verpolungsschutz ist vorzugsweise dazu ausgelegt und eingerichtet, sicherzustellen, dass elektrische Kontakte der Speicherzellmodule und der Adapteranschlussstellen nicht in falscher Polarität mit einander verbunden werden können. Der mechanische Verpolungsschutz kann ergänzend zu oder in Funktionsunion mit einem, insbesondere asymmetrischen, Abschnitt des Zellgehäuses, des Adapteranschlusses und/oder einem insbesondere dazu korrespondierenden Abschnitt einer Adapteranschlussstelle vorgesehen sein, der dazu ausgelegt und eingerichtet ist, eine eindeutige Einsatzorientierung des Zellgehäuses in Bezug auf die zugeordnete Adapteranschlussstelle festzulegen. Auf diese Weise ist eine einfache und sichere Handhabbarkeit gewährleistet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des modularen Batteriesystems weisen die Adapteranschlussstellen je eine Kontaktiersicherung auf, dazu eingerichtet und ausgelegt, eine korrekte Verbindung der elektrischen Kontakte sicherzustellen, insbesondere umfassend mindestens einen Mikroschalter, Induktionssensor, Near-Field-Funksender und/oder -empfänger, Lichtschranke und/oder Temperatursensor. Vorzugsweise ist die Kontaktiersicherung ausgelegt und eingerichtet, eine elektrische Verbindung zwischen einem Speicherzellmodul und der zugeordneten Adapteranschlussstelle nur zuzulassen, wenn sich dieses Speicherzellmodul in einer vorbestimmten Einsatzstellung befindet, in der sich die elektrischen Kontakte zwischen Adapteranschluss und Adapteranschlussstelle einen wohldefinierten Berührkontakt zur, insbesondere lichtbogenfreien, Übertragung elektrischer Energie ausbilden. Die Kontaktiersicherung gewährleistet, dass selbst ein ungeübter Monteur ohne Unfallgefahr Speicherzellmodule einfach und sicher mit der Baueinheit verbinden oder von dieser trennen kann.
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Ein modulares Batteriesystem umfasst in einer Ausführungsform ferner mindestens eine Telemetrieeinheit, mindestens eine Kommunikationseinrichtung und/oder mindestens eine Leistungsverteilungseinrichtung. Die Telemetrieeinheit, Kommunikationseinrichtung und/oder Leistungsverteilungseinrichtung kann Bestandteil der Baueinheit sein und ist insbesondere innerhalb des Basisgehäuses angeordnet. Die Integration verschiedener elektronischer Einheiten in der Baueinheit und insbesondere dem Basisgehäuse erlaubt es, für eine Vielzahl von elektronischen Speicherzellmodulen dasselbe oder dieselbe Einheit einzusetzen, sodass auf redundante Einheiten in jedem einzelnen Speicherzellmodule verzichtet werden kann, womit erhebliche Einsparungen einhergehen.
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Bei einer Ausführungsform, die mit den vorigen kombinierbar ist, ist vorgesehen, dass ein elektrisches Speicherzellmodul eine Vielzahl, insbesondere stapelförmig, innerhalb des jeweiligen Zellgehäuses angeordneter elektrischer Speicherzellen umfasst. Die Speicherzellen des Speicherzellmoduls können seriell und/oder parallel zu einem Batteriemodul verbunden sein. Alternativ kann in dem Zellgehäuse eine einzige Speicherzelle untergebracht sein. Bei einem modularen Batteriesystem können gemäß einer weiteren Ausführungsform, die mit den vorigen kombinierbar ist, die elektrischen Speicherzellmodule auf Lithium-Ionen-Technologie oder Festkörperakkumulator-Technologie basieren. Alternativ kann die Speicherzelle oder die Speicherzellen des Speicherzellmoduls auf einer anderen, insbesondere einer bisher unbekannten, Elektrolyttechnologie basieren. Gegenwärtig wird großes Innovationspotenzial wie auch hohe durch Produktionskapazität-Wachstum bedingtes Einsparpotenzial im Bereich der elektrochemischen Speicherzellen-Technologie erwartet, welches mithilfe des erfindungsgemäßen modularen Batteriesystem ausgeschöpft werden kann.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Vielzahl an elektrischen Speicherzellmodulen frei ist von individueller, insbesondere in dem oder an dem Zellgehäuse angeordneter, Messelektronik, Überwachungselektronik, und/oder (insbesondere und) Schutzelektronik. Vorzugsweise ist Vielzahl an elektrischen Speicherzellmodulen frei von einem jeweiligen Speicherzellmodul-individuellen, insbesondere an dem oder in dem Zellgehäuse angeordneten Batterie-Managementsystem. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Vielzahl an elektrischen Speicherzellmodulen frei von einer Speicherzellmodul-individuellen, insbesondere an dem oder in dem Zellgehäuse angeordneten, Leistungselektronik sind. Es kann bevorzugt sein, dass die Leistungselektronik und/oder die Batteriemanagement-Elektronik, außerhalb der individuellen Speicherzellmodule, insbesondere fern dem jeweiligen Zellgehäuse, vorzugsweise ausschließlich, insbesondere innerhalb des Basisgehäuses, in der Baueinheit untergebracht ist. Mit einem derartigen modularen Batteriesystem kann gewährleistet werden, dass innerhalb des jeweiligen Zellgehäuses im Wesentlichen nur die Speicherzelle(n) nebst einer geringsten möglichen Menge weiterer elektronischer Komponenten, wie Verbindungsleitungen und elektrischen Kontakten des jeweiligen Adapteranschlusses, untergebracht ist. Jegliche sonstige elektronische Batteriesystem-Komponenten sind in der Baueinheit, getrennt von den Speicherzellmodulen, vorgesehen, sodass auf einfache Weise eine getrennte Handhabung einerseits der eigentlichen Speicherzelle(n) und andererseits der übrigen Batteriesystem-Komponenten zu deren jeweiliger Weiter- oder Wiederverwendung möglich ist.
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Eine weitere Ausführungsform eines modularen Batteriesystems umfasst mindestens eine Isolationsüberwachungseinheit. Die Isolationsüberwachungseinheit verbessert die einfache und sichere Handhabung des Batteriesystems.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des modularen Batteriesystems ist das Batterie-Managementsystem ausgelegt und eingerichtet, den Ladezustand, den Gesundheitszustands und den Funktionszustand der Vielzahl an elektrischen Speicherzellmodulen, insbesondere deren jeweiliger Speicherzellen, zu überwachen.
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Bei einer Ausführungsform eines modularen Batteriesystems weist die Baueinheit eine Tragstruktur auf, die Aufnahmen für eine Vielzahl an Speicherzellmodulen umfasst. Vorzugsweise entspricht die Anzahl der Aufnahmen der Anzahl der Adapteranschlussstellen der Baueinheit. Vorzugsweise sind die Aufnahmen formkomplementär zu den Zellgehäusen geformt. Alternativ oder zusätzlich bilden die Aufnahmen die Entnahmeöffnung aus, durch welche sich die Speicherzellmodule von der Baueinheit und dem Basisgehäuse entfernen lassen. Es kann bevorzugt sein, dass die Tragstruktur sich ausgehend von dem Basisgehäuse, insbesondere eine Anschlussfläche, quer zum Basisgehäuse und/oder der Anschlussfläche, insbesondere in Einsatzrichtung der Speicherzellmodule, erstreckt. Die Erstreckungshöhe der Tragstruktur entspricht im Wesentlichen der Länge eines Speicherzellmoduls in der Einsatzrichtung. Vorzugsweise spricht die Erstreckungshöhe der Tragstruktur zumindest einem Drittel, insbesondere wenigstens der Hälfte, vorzugsweise wenigstens dreiviertel der Länge eines Speicherzellmoduls. Es sei klar, dass die vorzugsweise formgleichen Speicherzellmodule versuchsweise dieselbe Länge aufweisen können. Mithilfe der Tragstruktur können Führungen realisiert sein, die ein verkantungsfreies Einsetzen der Speicherzellmodule in die jeweils korrespondierenden Adapteranschlussstellen gewährleisten. Die Tragstruktur kann mindestens ein Wärmeübertragungsmittel und/oder mindestens einen Wärmetauscher, insbesondere einen Luft-Wärmetauscher, seitens des Basisgehäuses realisieren. Die Tragstruktur kann alternativ oder zusätzlich eine Umhüllung für die Speicherzellmodule zu deren Schutz vor mechanischer, insbesondere statischer und/oder impulsartiger, Belastung bereitstellen.
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Bei einem modularen Batteriesystem gemäß einer anderen Ausführung sind die Adapteranschlussstellen und die jeweils korrespondierenden Adapteranschlüsse über eine Rastverbindung reversibel lösbar miteinander verbunden oder verbindbar. Mithilfe einer Rastverbindung kann die vorbestimmte Einsatzstellung sicher reproduzierbar eingestellt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das modulare Batteriesystem mindestens einen Wärmetauscher. Der mindestens eine Wärmetauscher kann an dem Basisgehäuse der Baueinheit angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Zellgehäuse der Vielzahl an Speicherzellmodulen mit einem jeweiligen Wärmetauscher ausgestattet sein. Der mindestens eine Wärmetauscher des Batteriesystems kann als Luft-Wärmetauscher ausgestaltet sein.
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Gemäß einer Ausführungsform des modularen Batteriesystems umfasst die Baueinheit mindestens ein, insbesondere in dem Basisgehäuse untergebrachtes, Kühlaggregat und/oder Heizaggregat. Vorzugsweise ist das Kühlaggregat und/oder Heizaggregat Wärmeübertragung gemäß mit den Adapteranschlussstellen verbunden, um, insbesondere mithilfe von Wärmeübertragungsmitteln, den Speicherzellmodulen Wärme zuzuführen oder Wärme von den Speicherzellmodulen abzuführen.
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Bei dem modularen Batteriesystem ist gemäß einer anderen Ausführungsform, die mit den vorigen kombinierbar ist, vorgesehen, dass das Zellgehäuse ein Kunststoffgehäuse ist. Ein Kunststoffgehäuse erlaubt eine einfache Handhabung der Speicherzellmodule ohne Stromschlagrisiko.
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Die Erfindung betrifft auch die Verwendung eines zuvor beschriebenen modularen Batteriesystems oder mehrerer zuvor beschriebener modularer Batteriesysteme in einem Elektrofahrzeug. Alternativ kann die Erfindung auch die Verwendung eines zuvor beschriebenen modularen Batteriesystem oder mehrerer zuvor beschriebener modularer Batteriesystem in einem Stromspeicher eines lokalen oder überregionalen Versorgungsnetzes betreffen.
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Bevorzugte Ausführungen der Erfindung werden in den beiliegenden Schutzansprüchen beschrieben. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von schematischen Zeichnungen beispielhaft erläutert werden, ohne dadurch die Erfindung einzuschränken. Dabei zeigen:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen modularen Batteriesystems;
- 2 eine schematische Darstellung einer Baueinheit für ein erfindungsgemäßes modulares Batteriesystem;
- 3 eine schematische Darstellung eines elektrischen Speicherzellmoduls für ein erfindungsgemäßes modulares Batteriesystem;
- 4 eine beispielhafte Anschlussplatte für ein erfindungsgemäßes modulares Batteriesystem;
- 5 eine perspektivische Darstellung der Baueinheit aus 1;
- 6 eine perspektivische Darstellung einer Baueinheit ähnlich 5 mit einer vertikalen Trägerstruktur;
- 7 ein Batteriesystem mit einer Baueinheit gemäß 6;
- 8 eine perspektivische Darstellung einer anderen Baueinheit;
- 9 eine perspektivische Darstellung einer Baueinheit ähnlich 8 mit einer horizontalen Trägerstruktur; und
- 10 ein Batteriesystem mit einer Baueinheit gemäß 9.
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In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung werden zur Vereinfachung der Lesbarkeit für dieselben oder ähnliche Komponenten dasselbe oder ähnliche Bezugszeichen verwendet.
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Batteriesystem, das nachfolgend im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 1 versehen ist. Das modulare Batteriesystem 1 umfasst als Hauptbestandteil eine Vielzahl an Speicherzellmodulen 3 und eine Baueinheit 5. Die Baueinheit 5 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 im Detail beschrieben.
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Die Speicherzellmodule 3 sind formgleich gestaltet und weisen am Fußende 33 ihres jeweiligen Zellgehäuses 31 gleichartige Adapteranschlüsse 35 auf und sind dadurch untereinander beliebig austauschbar. Ein exemplarisches Speicherzellmodul 3 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 3 im Detail beschrieben.
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2 zeigt die Baueinheit 5, welche ein Basisgehäuse 51 umfasst. Die Baueinheit 5 umfasst ein Batterie-Managementsystem 6, eine Vielzahl von Adapteranschlussstellen 7, mindestens eine Schnittstelle 8 und eine Leistungselektronik 9. Das Basisgehäuse 51 umgibt das Batterie-Managementsystem 6, und die Adapteranschlussstellen 7. Die Adapteranschlussstellen 7 sind an einer Außenseite des Basisgehäuses 51 angeordnet. Die Adapteranschlussstellen 7 können durch eine Anschlussplatte 71 realisiert sein. Die Anschlussplatte 71 kann auch als Backplane bezeichnet sein und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 4 im Detail beschrieben. Die mindestens eine Schnittstelle 8 ist ebenfalls an einer Außenseite des Basisgehäuses 51 angeordnet.
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Das in 1 abgebildete Batteriesystem 1 weist 24 formgleiche, schachbrettmusterartig in vier Spalten und sechs Zeilen angeordnete Adapteranschlussstellen 7 auf, die jeweils zum formkomplementären Aufnehmen eines einzelnen Speicherzellmoduls 3 ausgelegt und eingerichtet sind. Zur besseren Lesbarkeit sind in 1 nur fünf solcher Speicherzellmodule 3 abgebildet. Speicherzellmodule 3 können in einer Einsatzrichtung in die Adapteranschlussstellen 7 eingesetzt oder in der Einsatzrichtung aus einer jeweiligen Adapteranschlussstelle 7 entfernt werden. In Bezug auf die Einsatzrichtung sind die Speicherzellmodule 3 in Relation zu den Adapteranschlussstellen 7 gegenüberliegend zu dem Basisgehäuse 51 angeordnet. Das Basisgehäuse 51 beziehungsweise die Baueinheit 5 behindern das Einsetzen und/oder Entfernen der Speicherzellmodule 3 von den Adapteranschlussstellen 7 nicht.
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Das Basisgehäuse 51 ist L-förmig. Das Basisgehäuse 51 setzt sich aus zwei senkrecht aufeinander stehenden Schenkeln 52, 53 zusammen. Der erste Schenkeln 52 erstreckt sich quer zu Einsetzrichtung und der zweite Schenkeln 53 erstreckt sich parallel zur Einsatzrichtung. Die Adapteranschlussstellen 7 sind in Form einer Anschlussplatte 71 an einer Schenkelinnenseite 54 des ersten Schenkels 52 angeordnet. Im beziehungsweise am zweiten Schenkel 53 ist die mindestens eine Schnittstelle 8 angeordnet. Die Schnittstelle 8 setzt sich im vorliegenden Beispiel zusammen aus einer Datenübertragungsleitung 81 und zwei Leistungsübertragungsleitungen 83. Sowohl die Datenübertragungsleitung 81 als auch die Leistungsübertragungsleitungen 83 sind an dem in der Einsatzrichtung hervorstehenden Ende 55 des zweiten Schenkels 53 angeordnet.
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2 zeigt eine schematische Seitenansicht der Baueinheit 5. Auch bei der in 2 dargestellten Baueinheit 5 ist das Basisgehäuse 51 L-förmig, entsprechend dem zuvor bezüglich 1 beschriebenen. Im Inneren des Basisgehäuses 51 sind sowohl die Leistungselektronik 9 als auch das Batterie-Managementsystem 6 untergebracht. Ferner ist im Inneren des Basisgehäuses 51 eine Kommunikationseinrichtung 11 untergebracht. Zudem sind im Inneren des Basisgehäuses 51 weitere Einrichtungen 13, wie beispielsweise Hilfssysteme, mindestens eine Überwachungselektronik, mindestens eine Messelektronik und/oder mindestens eine Schutzelektronik angeordnet. Zusätzlich oder alternativ können die weiteren Einrichtungen 13 eine Telemetrieeinheit und/oder eine Leistungsverteilungseinrichtung umfassen.
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Die Anschlussplatte 71 erstreckt sich im Wesentlichen vollflächig über die innere Außenseite 54 des Basisgehäuses 51. An der zu dem Basisgehäuse 51 gegenüberliegenden Seite der Anschlussplatte 71 sind Adapteranschlussstellen 7 mit mechanischen und elektrischen Verbindern zum Anbinden der Vielzahl zu den Adapteranschlussstellen 7 korrespondierenden Adapteranschlüssen 35 vorgesehen.
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3 zeigt eine exemplarische Ausführung eines Speicherzellmoduls 3. Das Speicherzellmodul 3 hat eine prismatische Gestalt. Eine elektrische Speicherzelle oder mehrere elektrischer Speicherzellen (nicht näher dargestellt) sind im Inneren des Zellgehäuses 31 untergebracht. Das Zellgehäuse 31 hat eine Fußseite 33, an der der Adapteranschluss 35 vorgesehen ist. Gegenüberliegend zu der Fußseite 33 weist das Zellgehäuse 31 eine Stirnseite 39 auf. Zwischen der Fußseite 33 und der Stirnseite 39 erstrecken sich zu einander parallele Flankenseiten 38. Die Flankenseiten 38 bilden eine quadratische Querschnittsform des hier abgebildeten exemplarischen Speicherzellmoduls 3.
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4 zeigt einer Anschlussplatte 71, die aus einer Vielzahl identisch geformter Adapteranschlussstellen 7 besteht. Jede Adapteranschlussstelle 7 ist mit zwei in Einsetzrichtungen vorstehenden Hauptverbindern 76 angeordnet. Zwischen den Hauptverbindern 76 ragt ein Hilfsverbinder 77 hervor. Der Adapteranschluss 35 weist zwei elektrischen Hauptverbinder-Aufnahmen 36 auf sowie eine Hilfsverbinder-Aufnahme 37. In den Hauptverbinder-Aufnahmen 36 sind elektrische Kontakte untergebracht, die dazu ausgelegt und eingerichtet sind, mit korrespondierenden elektrischen Kontakten der Hauptverbinder in Kontakt gebracht zu werden, um elektrische Energie zwischen einerseits Speicherzellen und andererseits der Baueinheit 5 zu übertragen. Es ist denkbar, dass in die Hilfsverbinder-Aufnahme 37 zusammen mit dem Hilfsverbinder 77, eine Kontaktsicherung realisiert, die dazu ausgelegt und eingerichtet ist, eine korrekte elektrische Verbindung der elektrischen Kontakte in der Einsatzstellung sicherzustellen. Alternativ oder zusätzlich können auf einander Abgestimmte Hilfsverbinder 77 und Hilfsverbinder-Aufnahme 37 ein Wärmeübertragungsmittel bilden, um aus den Speicherzellmodulen 3 Wärme abzuführen oder um ihnen Wärme zuzuführen.
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Entlang des Umfangs 30 des Adapteranschlusses 35 sind unterschiedlich geformte Rücksprünge 34 angeordnet, die eine abschnittsweise asymmetrische Form des Adapteranschlusses 35 bewirken. Die Rücksprünge 34 am Adapteranschluss 35 korrespondieren zu komplementären Vorsprüngen 74 der Adapteranschlussstellen 7. Eine Paarung korrespondierender Rücksprünge 34 und Vorsprünge 74 realisiert einen mechanischen Verpolungsschutz. Eine formkorrespondierende Gestalt der Adapteranschlussstellen 7 und der Speicherzellmodule 3 bewirkt eine eindeutig festgelegte Einsatzorientierung.
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5 zeigt die Baueinheit 5 gemäß 1 ohne Speicherzellmodule. 6 zeigt eine Baueinheit 5, die der gemäß 5 im Wesentlichen entspricht, welche jedoch zusätzlich mit einer vertikalen Trägerstruktur 61 ausgestattet ist. Die Trägerstruktur 61 bildet eine Vielzahl von Aufnahmen 63 für eine entsprechende Anzahl von Speicherzellmodulen 3, die in 7 in ihrer Einsatzstellung abgebildet sind. Die Flankenseiten der Speicherzellmodule 3 können sich in der Einsatzstellung in einem flächigen Berührkontakt mit der Trägerstruktur 61 befinden. Das Basisgehäuse 51 kann vertikal unterhalb der Speicherzellmodule angeordnet sein, um als Träger für die Speicherzellmodule zu dienen.
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Die 8 bis 10 zeigen eine andere Baueinheit 5, bei welcher die Schnittstelle 8 quer zu der Einsetzrichtungen von Speicherzellmodulen ausgerichtet ist. Die Baueinheit 5 umfasst ein Basisgehäuse 51 mit im Wesentlichen L-förmiger Gestalt, wobei an einem ersten Schenkel 52 innenseitig 54 die Anschlussplatte 71 angeordnet ist. Der zweite Schenkeln 53 erstreckt sich parallel zur Einsetzrichtung der Speicherzellmodule.
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Die Schnittstelle 8 ist in einer oberen Lateralseite 59 des Basisgehäuses 51 angeordnet. An der gegenüberliegenden unteren Lateralseite 58 des Basisgehäuses ist eine Tragplatte 57 angeordnet. Die Tragplatte 57 kann einen Standfuß für die liegende L-förmige Gestalt des Basisgehäuses 51 bilden. Die Tragplatte 57 integraler Bestandteil des Basisgehäuses 51 oder mit diesem verbunden sein. Die Tragplatte erstreckt sich parallel zu der Einsatzrichtung. Die Vielzahl an Speicherzellmodulen 3 sind in ihrer Einsatzrichtung ungehindert durch das Basisgehäuse 51 einsetzbar oder herausnehmbar. Dem einsetzen oder entnehmen stehen weder der erste Schenkeln 52, noch der zweite Schenkel 53 und ebenfalls nicht die Tragplatte 57 im Weg. Bei der in den 8 bis 10 dargestellten Ausführungsform kann das Basisgehäuse 51 in Zusammenwirkung mit der Trägerstruktur 61 ein regalartiges Konstrukt zum Tragen der Vielzahl an Speicherzellmodule 3 realisieren.
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Es sei klar, dass die anhand der beiliegenden Figuren beschriebenen exemplarischen Ausführungsformen erfindungsgemäße Batteriesystem 1 und deren Komponenten rein exemplarisch ist und verschiedene andere räumliche Ausgestaltungen denkbar sind.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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