EP3198666A1 - Batteriesystem - Google Patents

Batteriesystem

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Publication number
EP3198666A1
EP3198666A1 EP15771890.9A EP15771890A EP3198666A1 EP 3198666 A1 EP3198666 A1 EP 3198666A1 EP 15771890 A EP15771890 A EP 15771890A EP 3198666 A1 EP3198666 A1 EP 3198666A1
Authority
EP
European Patent Office
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segment
battery system
housing
energy storage
net
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15771890.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Obrist
Martin Graz
Joachim Georg Roth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Obrist Technologies GmbH
Original Assignee
Obrist Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Obrist Technologies GmbH filed Critical Obrist Technologies GmbH
Publication of EP3198666A1 publication Critical patent/EP3198666A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
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    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
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    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
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    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
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    • H01M50/284—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with incorporated circuit boards, e.g. printed circuit boards [PCB]
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    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
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    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
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    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
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    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
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    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the invention relates to a battery system, in particular for a hybrid drive, according to the preamble of patent claim 1 and a vehicle with such a battery system.
  • a battery system is known for example from EP 2 744 034 AI, which goes back to the applicant.
  • the housing can be subdivided into several segments, wherein an energy storage segment, an electrical / electronic segment and at least one fluid connection segment can be distinguished.
  • Fluid connection segments provided, between which extends the electrical / electronic segment.
  • the fluid connection segments and the electrical / electronic segment are arranged on the same end face of the energy storage segment.
  • connecting lines for the merger of a plurality of fluid channels are provided, which occupy a relatively large space, which has proven to be disadvantageous in terms of the outer dimensions of the known battery system.
  • the physical proximity of electrical / electronic segment and fluid connection segment has proven to be of concern.
  • a battery system of the type mentioned in such a way that it has a compact size and increased reliability. It is another object of the invention to provide a vehicle with such a battery system.
  • the energy storage segment and an electrical / electronic segment has at least two flow-through cooling elements and a cell block.
  • the cell block is made up of several electrically through
  • the fluid connection segment and the electrical / electronic segment are separated from one another by the energy storage segment.
  • the fluid connection segment can be arranged on one end side and the electrical / electronic segment on an opposite end side of the housing, so that a physical separation is brought about, which reduces the risk of a short circuit resulting in a thermal event.
  • the energy storage segment has a cuboid volume which corresponds to at least 0.5 times the total internal volume of the housing. This will be a particularly high
  • the energy storage segment has at least three cooling elements which can be flowed through and at least two cell blocks arranged one above the other, one cell block each being arranged between two cooling elements.
  • Block volume at least 0.55 times, in particular at least 0.6 times, in particular at least 0.62 times, in particular at least 0.65 times, corresponds to the total inner volume of the housing.
  • the battery cells of the battery system can be formed in particular by round cells, in particular of the type 18650. Such round cells are available in large numbers and at low cost, so that the battery system is inexpensive to produce.
  • the housing has a total height of at most 200 mm, in particular at most 190 mm, in particular at most 180 mm, in particular at most 170 mm, in particular at most 160 mm.
  • Fluid accumulation within the housing leads. Rather, an advantageous separation is made to components that carry electrical power.
  • Laterally along the cell block can be an electronic board for a
  • Battery monitoring system may be arranged, which is associated with the energy storage segment.
  • the electronic circuit board can be used for monitoring the voltage and / or temperature of the individual battery cells and is advantageously designed and coupled to the cell block, that by their incorporation into the battery system, the cuboid volume of
  • Energy storage segment at most slightly changes, preferably remains unchanged.
  • the invention also relates to a vehicle, in particular hybrid vehicle, with a previously described
  • the battery system Due to the small outer dimensions of the battery system at the same time high storage density, the battery system can be simple and
  • Fig. 1 is a longitudinal sectional view through a housing of a
  • the battery system has a housing 11 which fits into a
  • Fluid connection segment 12 an energy storage segment 13 and an electrical / electronic segment 14 divide.
  • This functional division is constructive insofar as the energy storage segment 13 essentially encloses a cuboid volume, in which at least two cell blocks 16 arranged one above the other are arranged, which are each arranged between two cooling elements 15 which can be flowed through.
  • the energy storage segment 13 is defined by the outer edges of a cuboid having at least a lower cooling element 15a, a lower cell block 16a, a middle cooling element 15b, an upper cell block 16b and an upper cooling element 15c.
  • the cell blocks 16 are each composed of several
  • Battery cells 17 are formed, which are electrically and mechanically connected by contact plates. Altogether the height of the battery cells 17
  • Cell blocks 16 wherein the cell blocks 16 have a height, the height of the battery cells 17 plus twice the thickness of a contact plate
  • a cuboid volume results for the energy storage segment, which corresponds to at least 0.5 times the total internal volume. It is particularly provided that the housing has a cuboid interior volume. In concrete embodiments, the cuboid volume can also be at least 0.55 times, in particular at least 0.6 times, preferably at least 0.62 times, particularly advantageously at least 0.65 times, the total inner volume of the housing 11 correspond.
  • the internal volume of the housing 11 is about 54 l, with the cuboid volume of the cell block 16 being about 36 l.
  • the battery cells are formed by round cells.
  • the round cells for example, each have a cross-sectional diameter of 18 mm and a height of 65 mm.
  • the round cells are preferably type 18650 lithium-ion cells.
  • Battery cells 17 are combined to form a cell block 16.
  • the respective adjacent rows may be arranged offset from one another,
  • the housing 11 preferably has an overall height of between 160 mm and 180 mm, in particular approximately 170 mm.
  • the cooling elements 15 can be designed as cooling bags or cooling pockets which have flexible outer walls.
  • the cooling elements 15 can in any case be flowed through by a coolant, for which purpose the cooling elements 15 in each case
  • Fluid connections 20 include.
  • the fluid connections 20 are at one
  • the fluid connection segment 12 is bounded by a rear end wall 19 of the housing 11.
  • Cooling elements 15 are connected, extending through the rear end wall 19 therethrough and are secured in the rear end wall 19 and sealed.
  • the electrical / electronic segment 14 includes all electrical wiring and electronic components required to connect the cell blocks 16 to an electrical terminal 21 on a front end wall 18 of the housing 11.
  • the electrical connection 21 can comprise both a power connection and a signal and / or data connection.
  • the electrical connection 21 is arranged on an outer side of the front end wall 18 and attached to the front end wall 18 and sealed with respect to this.
  • the electrical connection 21 and the fluid connections 20 provide plug connections to integrate the battery system in a hybrid drive. It is provided in the embodiment shown in the figures in a preferred manner that all detachable electrical connections 21 and all detachable fluid ports 20 are arranged outside of the housing 11. This increases the reliability of the battery system 10. With regard to a further increase in the packing density, however, it is also conceivable that either the fluid connections 20 or the electrical connection 21 are arranged outside the housing / is.
  • the energy storage segment 13 may additionally comprise one or more electronic boards, which are mechanically and electrically connected directly to the cell blocks 16 in order to provide battery monitoring.
  • the electronic board allows in
  • the electronic board for temperature measurement of the individual cell blocks 16 can be used. Essentially, it is provided that the electronic circuit board is so flush with a side surface along the
  • Cell block 16 is arranged so that the electronic board is fully received in the cuboid volume of the energy storage segment.
  • Cell block 16 is arranged to calculate the cuboid volume not the electrical / electronic segment 14, but added to the energy storage segment 13, the electronic board is preferably so tight and flush integrated between the contact plates of the cell blocks 16, that this hardly affects the calculation of the cuboid volume takes. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriesystem (10), insbesondere für einen Hybridantrieb, mit einem Gehäuse (11), das ein Fluidanschlusssegment (12), ein Energiespeichersegment (13) und ein Elektrik-/Elektroniksegment (14) aufweist, wobei das Energiespeichersegment (13) wenigstens zwei durchströmbare Kühlelemente (15) und wenigstens einen Zellenblock (16) aufweist, die jeweils aus mehreren elektrisch und mechanisch durch Kontaktplatten(15) verbundene Batteriezellen (17) gebildet sind, und wobei der Zellenblock (16) zwischen zwei Kühlelementen (15) angeordnet ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Energiespeichersegment (13) zwischen dem Fluidanschlusssegment (12) und dem Elektrik-/Elektroniksegment (14) angeordnet ist und ein Quadervolumen aufweist, das wenigstens dem 0,5-fachen des Gesamt-Innenvolumens des Gehäuses (11) entspricht.

Description

Batteriesystem
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Batteriesystem, insbesondere für einen Hybridantrieb, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Fahrzeug mit einem derartigen Batteriesystem. Ein derartiges Batteriesystem ist beispielsweise aus EP 2 744 034 AI bekannt, die auf die Anmelderin zurückgeht.
Bei dem bekannten Batteriesystem sind in einem Gehäuse Zellenblöcke
angeordnet, die durch Kühlelemente voneinander getrennt sind. An der Stirnseite der Zellenblöcke sind Fluidanschlüsse vorgesehen, wobei die Verkabelung der einzelnen Zellenblöcke untereinander zwischen den Fluidanschlüssen angeordnet sind. Insofern lässt sich das Gehäuse in mehrere Segmente unterteilen, wobei ein Energiespeichersegment, ein Elektrik-/Elektroniksegment und wenigstens ein Fluidanschlusssegment unterschieden werden.
Konkret sind bei dem Batteriesystem gemäß EP 2 744 034 AI zwei
Fluidanschlusssegmente vorgesehen, zwischen welchen sich das Elektrik- /Elektroniksegment erstreckt. Die Fluidanschlusssegmente und das Elektrik- /Elektroniksegment sind an derselben Stirnseite des Energiespeichersegments angeordnet. In den Fluidanschlusssegmenten sind Anschlussleitungen für die Zusammenführung mehrerer Fluidkanäle vorgesehen, die einen relativ großen Bauraum einnehmen, was sich als nachteilig hinsichtlich der Außendimensionen des bekannten Batteriesystems herausgestellt hat. Außerdem hat sich die räumliche Nähe von Elektrik-/Elektroniksegment und Fluidanschlusssegment als bedenklich erwiesen.
Insofern ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Batteriesystem der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass es eine kompakte Baugröße und eine erhöhte Betriebssicherheit aufweist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung ein Fahrzeug mit einem solchen Batteriesystem anzugeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Demnach wird ein Batteriesystem, insbesondere für einen Hybridantrieb, mit einem Gehäuse vorgeschlagen, das ein Fluidanschlusssegment, ein
Energiespeichersegment und ein Elektrik-/Elektroniksegment aufweist. Das Energiespeichersegment weist wenigstens zwei durchströmbare Kühlelemente und einen Zellenblock auf. Der Zellenblock ist aus mehreren elektrisch durch
Kontaktplatten verbundene Batteriezellen gebildet. Dabei ist der Zellenblock zwischen den zwei Kühlelementen angeordnet. Erfindungsgemäß ist das
Energiespeichersegment zwischen dem Fluidanschlusssegment und dem Elektrik- /Elektroniksegment angeordnet.
Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Batteriesystems wird einerseits eine erhöhte Betriebssicherheit erreicht, da das Fluidanschlusssegment und das Elektrik-/Elektroniksegment durch das Energiespeichersegment voneinander getrennt ist. Insbesondere kann das Fluidanschlusssegment an einer Stirnseite und das Elektrik-/Elektroniksegment an einer gegenüberliegenden Stirnseite des Gehäuses angeordnet sein, so dass eine bauliche Trennung herbeigeführt ist, die die Gefahr eines Kurzschlusses mit der Folge eines thermischen Events reduziert.
Außerdem ist bei der Erfindung vorgesehen, dass das Energiespeichersegment ein Quadervolumen aufweist, das wenigstens den 0,5-fachen des Gesamtinnenvolumens des Gehäuses entspricht. Damit wird eine besonders hohe
Packungsdichte herbeigeführt, was zur Folge hat, dass die Außendimensionen des Batteriesystems, insbesondere des Gehäuses, gegenüber der vorbekannten Batterie reduziert sind. Dies eröffnet weitere Möglichkeiten zur Integration des Batteriesystems in einem Hybridantrieb, wobei gleichzeitig eine hohe
Speicherkapazität bereitgestellt wird. Bei der Verwendung des Batteriesystems im Fahrzeug kann somit die Reichweite des Fahrzeugs trotz kompakter Abmessungen des Batteriesystems erhöht werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Energiespeichersegment wenigstens drei durchströmbare Kühlelemente und wenigstens zwei übereinander angeordnete Zellenblöcke aufweist, wobei jeweils ein Zellenblock zwischen zwei Kühlelementen angeordnet ist.
Um die Speicherdichte bei kleinen Außendimensionen weiter zu erhöhen bzw. die Außendimensionen bei gleicher Speicherdichte weiter zu reduzieren, ist in besonders bevorzugten Varianten der Erfindung vorgesehen, dass das
Quadervolumen wenigstens dem 0,55-fachen, insbesondere wenigstens dem 0,6- fachen, insbesondere wenigstens dem 0,62-fachen, insbesondere wenigstens dem 0,65-fachen, des Gesamt-Innenvolumens des Gehäuses entspricht. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass das Quadervolumen durch
Messungen der Kantenlängen der einzelnen Segmente ermittelt wird .
Die Batteriezellen des Batteriesystems können insbesondere durch Rundzellen, insbesondere des Typs 18650, gebildet sein. Derartige Rundzellen sind in hoher Stückzahl und zu geringen Kosten verfügbar, so dass das Batteriesystem kostengünstig produzierbar ist.
Hinsichtlich kompakter Außenabmessungen des Batteriesystems ist es bevorzugt, wenn das Gehäuse eine Gesamthöhe von höchstens 200mm, insbesondere höchstens 190mm, insbesondere höchstens 180mm, insbesondere höchstens 170mm, insbesondere höchstens 160mm, aufweist.
Bei bevorzugten Varianten der Erfindung sind alle lösbaren elektrischen
Anschlüsse und/oder alle lösbaren Fluidanschlüsse außerhalb des Gehäuses angeordnet. Dies kommt der Betriebssicherheit des Batteriesystems weiter zugute, da eine Leckage an den lösbaren Fluidanschlüssen nicht zu einer
Flüssigkeitsansammlung innerhalb des Gehäuses führt. Vielmehr ist eine vorteilhafte Trennung zu Bauteilen hergestellt, die elektrischen Strom führen.
Seitlich entlang des Zellenblocks kann eine Elektronikplatine für ein
Batterieüberwachungssystem angeordnet sein, die dem Energiespeichersegment zugeordnet ist. Die Elektronikplatine kann zur Überwachung der Spannung und/oder Temperatur der einzelnen Batteriezellen eingesetzt werden und ist vorteilhafterweise derart ausgebildet und mit dem Zellenblock gekoppelt, dass sich durch ihren Einbau in das Batteriesystem das Quadervolumen des
Energiespeichersegments allenfalls geringfügig ändert, vorzugsweise unverändert bleibt.
Im Rahmen eines nebengeordneten Aspekts betrifft die Erfindung außerdem ein Fahrzeug, insbesondere Hybridfahrzeug, mit einem zuvor beschriebenen
Batteriesystem. Wegen der geringen Außendimensionen des Batteriesystems bei gleichzeitig hoher Speicherdichte kann das Batteriesystem einfach und
platzsparend in ein Fahrzeug integriert werden.
Im Detail wird die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen
Fig. 1 eine Längsschnittansicht durch ein Gehäuse eines
erfindungsgemäßen Batteriesystem; und
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Längsschnitts durch das Gehäuse 1.
Das Batteriesystem weist ein Gehäuse 11 auf, das sich in ein
Fluidanschlusssegment 12, ein Energiespeichersegment 13 und ein Elektrik- /Elektroniksegment 14 teilen lässt. Diese Funktionsteilung bildet sich insofern konstruktiv ab, als dass das Energiespeichersegment 13 im Wesentlichen ein Quadervolumen einschließt, in dem zumindest zwei übereinander angeordnete Zellenblöcke 16 angeordnet sind, die jeweils zwischen zwei durchströmbaren Kühlelementen 15 angeordnet sind.
Das Energiespeichersegment 13 wird durch die Außenkanten eines Quaders definiert, der wenigstens ein unteres Kühlelement 15a, einen unteren Zellenblock 16a, ein mittleres Kühlelement 15b, einen oberen Zellenblock 16b und ein oberes Kühlelement 15c aufweist. Die Zellenblöcke 16 sind jeweils aus mehreren
Batteriezellen 17 gebildet, die elektrisch und mechanisch durch Kontaktplatten miteinander verbunden sind. Insgesamt berechnet sich die Höhe des
Quadervolumens also aus dem Schichtaufbau aus Kühlelementen 15 und
Zellenblöcken 16, wobei die Zellenblöcke 16 eine Höhe aufweisen, die der Höhe der Batteriezellen 17 zuzüglich der doppelten Dicke einer Kontaktplatte
entspricht.
Vorzugsweise ergibt sich ein Quadervolumen für das Energiespeichersegment, das mindestens dem 0,5-fachen des Gesamt-Innenvolumens entspricht. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass das Gehäuse ein quaderförmiges Innenvolumen aufweist. In konkreten Ausführungsformen kann das Quadervolumen auch wenigstens dem 0,55-fachen, insbesondere wenigstens dem 0,6-fachen, vorzugsweise wenigstens dem 0,62-fachen, besonders vorteilhaft wenigstens dem 0,65-fachen, des Gesamt-Innenvolumens des Gehäuses 11 entsprechen.
In einer konkreten Konstruktion beträgt das Innenvolumen des Gehäuses 11 etwa 54 I, wobei das Quadervolumen des Zellenblocks 16 etwa 36 I beträgt.
Die Batteriezellen sind durch Rundzellen gebildet. Die Rundzellen können beispielsweise jeweils einen Querschnittsdurchmesser von 18 mm und eine Höhe von 65 mm aufweisen. Die Rundzellen sind vorzugsweise Lithium-Ionen-Zellen des Typs 18650. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Batteriezellen 17 in Reihen angeordnet sind, wobei mehrere nebeneinander angeordnete Reihen von
Batteriezellen 17 zu einem Zellenblock 16 zusammengefasst sind. Dabei können die jeweils benachbarten Reihen versetzt zueinander angeordnet sein,
insbesondere um jeweils etwa die Hälfte des Zellendurchmesser, so dass eine besonders hohe Packungsdichte innerhalb der Zellenblöcke 16 erreicht wird. Dies wirkt sich positiv auf die Gesamtdimensionen des Batteriesystems aus. Mit anderen Worten kann bei unveränderter Größe des Gehäuses 11 eine erhöhte Energiespeicherdichte erreicht werden.
Bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel des Batteriesystems 10 sind insgesamt 768 Batteriezellen 17 pro Zellenblock 16 vorgesehen. Trotz der hohen Anzahl an Batteriezellen 17 weist das Gehäuse 11 vorzugsweise eine Gesamthöhe auf, die zwischen 160 mm und 180 mm, insbesondere etwa 170 mm, beträgt.
Die Kühlelemente 15 können als Kühlbeutel bzw. Kühltaschen ausgebildet sein, die flexible Außenwände aufweisen. Die Kühlelemente 15 sind jedenfalls mit einem Kühlmittel durchströmbar, wozu die Kühlelemente 15 jeweils
Fluidanschlüsse 20 umfassen. Die Fluidanschlüsse 20 sind an einem
Anschlussende des jeweiligen Kühlelements 15 angeordnet und erstrecken sich aus dem Energiespeichersegment 13 hinaus in ein Fluidanschlusssegment 12. Das Fluidanschlusssegment 12 ist durch eine hintere Stirnwand 19 des Gehäuses 11 begrenzt. Die Fluidanschlüsse 20, die integral, also nicht lösbar, mit den
Kühlelementen 15 verbunden sind, erstrecken sich durch die hintere Stirnwand 19 hindurch und sind in der hinteren Stirnwand 19 befestigt und abgedichtet. Auf der dem Fluidanschlusssegment 12 gegenüberliegenden Seite des
Energiespeichersegments 13 ist das Elektrik-/Elektroniksegment 14 angeordnet. Das Elektrik-/Elektroniksegment 14 beinhaltet alle elektrischen Verkabelungen und elektronischen Bauteile, die erforderlich sind, um die Zellenblöcke 16 mit einem elektrischen Anschluss 21 an einer vorderen Stirnwand 18 des Gehäuses 11 zu verbinden. Der elektrische Anschluss 21 kann sowohl einen Stromanschluss, als auch einen Signal- und/oder Datenanschluss umfassen.
Der elektrische Anschluss 21 ist auf einer Außenseite der vorderen Stirnwand 18 angeordnet und an der vorderen Stirnwand 18 befestigt und gegenüber dieser abgedichtet. Der elektrische Anschluss 21 und die Fluidanschlüsse 20 stellen Steckverbindungen bereit, um das Batteriesystem in einen Hybridantrieb zu integrieren. Dabei ist in dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel in bevorzugter Weise vorgesehen, dass alle lösbaren elektrischen Anschlüsse 21 und alle lösbaren Fluidanschlüsse 20 außerhalb des Gehäuses 11 angeordnet sind. Dies erhöht die Betriebssicherheit des Batteriesystems 10. Im Hinblick auf eine weitere Erhöhung der Packungsdichte ist jedoch auch denkbar, dass entweder die Fluidanschlüsse 20 oder der elektrische Anschluss 21 außerhalb des Gehäuses angeordnet sind/ist.
Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass das Energiespeichersegment 13 zusätzlich eine oder mehrere Elektronikplatinen aufweisen kann, die unmittelbar mit den Zellenblöcken 16 mechanisch und elektrisch verbunden sind, um eine Batterieüberwachung bereitzustellen. Die Elektronikplatine ermöglicht im
Wesentlichen ein Abgreifen der Spannungen über einzelne Reihen von einzelnen Batteriezellen 17. Gleichzeitig kann die Elektronikplatine zur Temperaturmessung der einzelnen Zellenblöcke 16 genutzt werden. Im Wesentlichen ist vorgesehen, dass die Elektronikplatine derart bündig an einer Seitenfläche entlang des
Zellenblocks 16 angeordnet ist, dass die Elektronikplatine vollständig in das Quadervolumen des Energiespeichersegments eingeht. Derartige
Elektronikplatinen, von denen vorzugsweise jeweils eine einzige an jedem
Zellenblock 16 angeordnet ist, werden zur Berechnung des Quadervolumens nicht dem Elektrik-/Elektroniksegment 14, sondern dem Energiespeichersegment 13 hinzugerechnet, wobei die Elektronikplatine vorzugsweise derart eng und bündig zwischen die Kontaktplatten der Zellenblöcke 16 integriert ist, dass dies auf die Berechnung des Quadervolumens kaum Einfluss nimmt. Bezugszeichenliste
Batteriesystem
Gehäuse
Fluidanschlusssegment
Energiespeichersegment
Elektrik-/Elektroniksegment
Kühlelementa unteres Kühlelementb mittleres Kühlelementc oberes Kühlelement
Zellenblocka unterer Zellenblock
b oberer Zellenblock
Batteriezelle vordere Stirnwand
hintere Stirnwand
Fluidanschluss
elektrischer Anschluss

Claims

Ansprüche
1. Batteriesystem (10), insbesondere für einen Hybridantrieb, mit einem
Gehäuse (11), das ein Fluidanschlusssegment (12), ein
Energiespeichersegment (13) und ein Elektrik-/Elektroniksegment (14) aufweist, wobei das Energiespeichersegment (13) wenigstens zwei durchströmbare Kühlelemente (15) und wenigstens einen Zellenblock (16) aufweist, die jeweils aus mehreren elektrisch und mechanisch durch
Kontaktplatten (15) verbundene Batteriezellen (17) gebildet sind, und wobei der Zellenblock (16) zwischen zwei Kühlelementen (15) angeordnet ist, dad u rch geken nzeich net, dass
das Energiespeichersegment (13) zwischen dem Fluidanschlusssegment(12) und dem Elektrik-/Elektroniksegment (14) angeordnet ist und ein
Quadervolumen aufweist, das wenigstens dem 0,5-fachen des Gesamtinnenvolumens des Gehäuses (11) entspricht.
2. Batteriesystem (10) nach Anspruch 1,
dad u rch geken nzeich net, dass
das Quadervolumen wenigstens dem 0,55-fachen, insbesondere wenigstens dem 0,6-fachen, insbesondere wenigstens dem 0,62-fachen, insbesondere wenigstens dem 0,65-fachen, des Gesamt-Innenvolumens des Gehäuses (11) entspricht.
3. Batteriesystem (10) nach Anspruch 1 oder 2,
dad u rch geken nzeich net, dass
die Batteriezellen (17) durch Rundzellen, insbesondere des Typs 18650, gebildet sind.
4. Batteriesystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch geken nzeich net, dass
das Gehäuse (11) eine Gesamthöhe von höchstens 200mm, insbesondere höchstens 190mm, insbesondere höchstens 180mm, insbesondere höchstens 170mm, insbesondere höchstens 160mm, aufweist.
5. Batteriesystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch geken nzeich net, dass
alle lösbaren elektrischen Anschlüsse (21) und/oder alle lösbaren Fluidanschlüsse (20) außerhalb des Gehäuses (11) angeordnet sind.
6. Batteriesystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch geken nzeich net, dass
seitlich entlang des Zellenblocks (16) eine Elektronikplatine für ein
Batterieüberwachungssystem angeordnet ist, die dem
Energiespeichersegment (13) zugeordnet ist.
7. Fahrzeug, insbesondere Hybridfahrzeug, mit einem Batteriesystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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