EP4713995A1

EP4713995A1 - Gehäuse für einen modulpolanschluss zur bereitstellung eines berührschutzes, modulpolanschluss, verbindungsanordnung und batteriemodul für ein kraftfahrzeug

Info

Publication number: EP4713995A1
Application number: EP24725132.5A
Authority: EP
Inventors: Christopher MÜLLER
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2023-05-16
Filing date: 2024-05-07
Publication date: 2026-03-25
Also published as: WO2024235750A1; DE102023112888A1; CN121128033A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse (12) für einen Modulpolanschluss (10) zur Bereitstellung eines Berührschutzes für den Modulpolanschluss (10), der eine Modulpol-Stromschiene (14) mit einem Kontaktierungsbereich (14a) aufweist, und der in einer Verbindungsrichtung (R) mit einem Modulverbinder (32) verbindbar und über den Kontaktierungsbereich (14a) elektrisch kontaktierbar ist, wobei das Gehäuse (12) elektrisch isolierend ausgeführt ist, zur Aufnahme der Modulpol-Stromschiene (14) ausgebildet ist, und eine erste Gehäusewand (24) aufweist, welche einen Aussparungsbereich (24a) mit mindestens einer Aussparung (24b) zur Freilegung zumindest eines Teils des Kontaktierungsbereichs (14a) der Modulpol-Stromschiene (14) aufweist, wenn sich die Modulpol-Stromschiene (14) in einem bestimmungsgemäß im Gehäuse (12) aufgenommenen Zustand befindet, wobei die erste Gehäusewand (24) einen Aussparungs-Randbereich (30) aufweist, der den Aussparungsbereich (24a) in einer radialen Richtung umgibt. Dabei umfasst die erste Gehäusewand (24) radial innerhalb des Aussparungsbereichs (24a) einen elektrisch isolierenden Isolationsring (26), der über mindestens einen Isolationssteg (28) mit dem Aussparungs-Randbereich (30) verbunden ist.

Description

Gehäuse für einen Modulpolanschluss zur Bereitstellung eines Berührschutzes, Modulpolanschluss, Verbindungsanordnung und Batteriemodul für ein Kraftfahrzeug

BESCHREIBUNG:

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für einen Modulpolanschluss zur Bereitstellung eines Berührschutzes für den Modulpolanschluss, der eine Modulpol-Stromschiene mit einem Kontaktierungsbereich aufweist, und der in einer Verbindungsrichtung mit einem Modulverbinder verbindbar und über den Kontaktierungsbereich elektrisch kontaktierbar ist. Dabei ist das Gehäuse elektrisch isolierend ausgeführt und ist zur Aufnahme der Modulpol-Stromschiene ausgebildet, wobei das Gehäuse eine erste Gehäusewand aufweist, welche einen Aussparungsbereich mit mindestens einer Aussparung zur Freilegung zumindest eines Teils des Kontaktierungsbereichs der Modulpolstromschiene aufweist, wenn sich die Modulpol-Stromschiene in einem bestimmungsgemäß im Gehäuse aufgenommenen Zustand befindet, wobei die erste Gehäusewand einen Aussparungs-Randbereich aufweist, der den Aussparungsbereich in radialer Richtung umgibt. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch einen Modulpolanschluss, eine Verbindungsanordnung und ein Batteriemodul für ein Kraftfahrzeug.

Damit ein solcher Modulpolanschluss mit einem korrespondierenden Modulverbinder elektrisch kontaktierbar ist, insbesondere über eine Steckverbindung, ist es in der Regel erforderlich, dass die entsprechende Kontaktierungsfläche beziehungsweise der Kontaktierungsbereich des Modulverbinders freigelegt ist, damit ein elektrischer Kontakt zu einem entsprechenden durch den Modulverbinder bereitgestellten Kontaktelement herstellbar ist. Gerade im Hochvoltbereich ist es dabei wichtig, beim Zusammenbau und der Montage von Batteriemodulen, insbesondere bei der elektrischen Verschaltung und beim Zusammenstecken der entsprechenden Modulverbinder mit den Modulpolanschlüssen, für ausreichend Sicherheit für das Montagepersonal zu sorgen. Die elektrischen Kontakte sollten entsprechend möglichst mit einem Berührschutz versehen werden. Für einen solchen Berührschutz gibt es unterschiedliche Definitionen und Normen, je nach Anwendungsfall. Bei ausreichendem Berührschutz kann beispielsweise auf das Tragen von Schutzkleidung durch das Montagepersonal verzichtet werden, was die Montage vereinfacht. Zum Schützen von Personen gegen einen elektrischen Schlag ist also an der elektrischen Schnittstelle ein Berührschutz vorteilhaft. Der Berührschutz von vorhandenen Verbindungssystemen wird dabei üblicherweise über mehrere Bauteile, insbesondere Sonderbauteile, wie Schutzstifte, Kontakthülsen, elektrisch isolierende Kappen usw. an beiden Schnittstellenparametern realisiert. Dadurch gestalten sich die entsprechenden Verbindungssysteme sehr aufwendig und erfordern zudem relativ viel Bauraum. Ein weiterer Aspekt, der bei der Ausgestaltung solcher Verbindungsanordnungen zwischen einem Modulpolanschluss und einem Modulverbinder berücksichtigt werden sollte, ist, diese so auszugestalten, dass es zu möglichst wenig elektrischen Verlusten kommt. Dies steigert nämlich die Effizienz, was gerade im Zusammenhang mit Hochvoltspeichern, insbesondere für Kraftfahrzeuge, sehr relevant ist, da Energieverluste die Reichweite des entsprechenden Fahrzeug mindern, in welchen ein solcher Hochvolt-Speicher zum Einsatz kommt. Außerdem ist die Folge eines erhöhten Übergangswiderstands ein korrespondierend erhöhter Wärmeeintrag über die an das Zellmodul angeschlossenen Hochvoltverbinder. Dies hat wiederum negativen Einfluss auf Lebensdauer und Performance und ist entsprechend ebenfalls nach Möglichkeit weitestgehend zu vermeiden. Zur Erreichung eines möglichst niedrigen Übergangswiderstands auf geringem Bauraum hat dabei zum Beispiel die Schraubverbindung etabliert. Hier können über die Schraube hohe Kräfte in den Kontakt eingebracht werden, wodurch eine hohe Flächenpressung und somit ein niedriger Übergangswiderstand realisiert werden kann. Die DE 202018 100 111 U1 beschreibt einen Modulverbinder für Batterien von Fahrzeugen mit Elektroantrieb, wobei der Modulverbinder mit zwei elektrisch leitend miteinander verbindbaren Anschlussteilen, an denen jeweils an einer Leiterstelle ein Leiterelement anbringbar ist und die jeweils ein zueinander kompatibles Befestigungselement aufweisen, ausgebildet ist. Dabei ist jedes Anschlussteil an seiner zum jeweils anderen Anschlussteil gerichteten Verbindungsseite mit einem Berührungsschutz versehen, der einen äußeren elektrisch isolierenden Kragen und einen vom Kragen umgebenen, elektrisch isolierten Schutzstift aufweist, wobei sich an wenigstens einem Anschlussteil zwischen Kragen und Schutzstift eine die beiden Leiterstellen elektrisch verbindende Strombrücke befindet, die vom Kragen und Schutzstift überragt ist, wobei die Strombrücke als Kontakthülse ausgestaltet ist.

Hierbei ist zumindest das Anschlussteil mit der zusätzlichen Kontakthülse aufwendig ausgestaltet und erfordert einerseits viel Bauraum in axialer Richtung durch den überstehenden Kragen und den Isolierstift. Außerdem kann radial außerhalb des äußeren isolierenden Kragens noch eine Kodierung vorgesehen sein, die vor allem den benötigten Bauraum in radialer Richtung deutlich erhöht.

Weitere Verbindungsanordnungen mit Berührschutz sind beispielsweise in der DE 10 2015 216 543 A1 und in der DE 10 2020 208 149 A1 beschrieben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gehäuse für einen Modulpolanschluss, einen Modulpolanschluss, eine Verbindungsanordnung und ein Batteriemodul bereitzustellen, die eine möglichst bauraumsparende, aber dennoch effiziente Bereitstellung eines Berührschutzes für einen Modulpolanschluss ermöglichen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Gehäuse, einen Modulpolanschluss, eine Verbindungsanordnung und ein Batteriemodul mit den Ausgestaltungen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.

Ein erfindungsgemäßes Gehäuse für einen Modulpolanschluss zur Bereitstellung eines Berührschutzes für den Modulpolanschluss, der eine Modulpol-Stromschiene mit einem Kontaktierungsbereich aufweist, und der in einer Verbindungsrichtung mit einem Modulverbinder verbindbar und über den Kontaktierungsbereich elektrisch kontaktierbar ist, ist elektrisch isolierend ausgeführt und zur Aufnahme der Modulpol-Stromschiene ausgebildet. Zudem umfasst das Gehäuse eine erste Gehäusewand, welche einen Aussparungsbereich mit mindestens einer Aussparung zur Freilegung zumindest eines Teils des Kontaktierungsbereichs der Modulpolstromschiene aufweist, wenn sich die Modulpol-Stromschiene in einem bestimmungsgemäß im Gehäuse aufgenommenen Zustand befindet. Darüber hinaus weist die erste Gehäusewand einen Aussparungs- Randbereich auf, der den Aussparungsbereich in radialer Richtung umgibt. Zudem umfasst die erste Gehäusewand radial innerhalb des Aussparungsbereichs einen elektrisch isolierenden Isolationsring, der über mindestens einen Isolationssteg mit dem Aussparungs-Randbereich verbunden ist.

Die Erfindung beruht dabei zum einen auf der Erkenntnis, dass es möglich ist, durch Vorsehen von mindestens einem Isolationssteg, der sich von einem zentralen Isolationsring zum Aussparungs-Randbereich des Gehäuses, der den Aussparungsbereich umgibt, möglich ist, die effektive Aussparungsfläche zu verringern beziehungsweise in einzelne Segmente zu untergliedern, wodurch vorteilhafterweise ebenfalls ein Berührschutz bereitgestellt werden kann, und zwar auf deutlich bauraumsparendere Weise als beispielsweise in Form eines in axialer Richtung weit abstehenden Kragens oder zentralen Isolationsstiftes oder Ähnliches. Zudem beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, dass sich durch einen oder mehrere solcher Isolationsstege noch weitere vorteilhafte Funktionen, neben einem Berührschutz, auf bauraumsparende Weise bereitstellen und in das Gehäuse integrieren lassen. Zum einen lässt sich hierdurch zusätzlich eine Drehmomentabstützung bereitstellen, insbesondere für einen Schraubprozess zur Verbindung des Modulanschlusses mit dem korrespondierenden Modulverbinder. Der Modulverbinder kann, wie später näher erläutert, um mit einem Modulanschluss, der ein solches Gehäuse umfasst, kontaktiert werden zu können, an seiner korrespondierenden Kontaktierungsstelle einen zumindest zum einen Steg korrespondierenden Schlitz beziehungsweise eine schlitzförmige Vertiefung aufweisen. Sind ein solcher Modulverbinder und ein korrespondierender Modulanschluss miteinander elektrisch leitend verbunden, so befindet sich entsprechend der mindestens eine elektrisch isolierende Isolationssteg in diesem Schlitz des Modulverbinders. Eine Verdrehung zwischen Modulverbinder und Modulanschluss ist dann entsprechend nicht mehr möglich beziehungsweise bis zu einem gewissen Drehmoment nicht möglich, da der Isolationssteg diesem Drehmoment entgegenwirkt. Dies hat wiederum zur Folge, dass eine Schraubverbindung zwischen einem solchen Modulanschluss und dem korrespondierenden Modulverbinder aufgrund der vereinfachten Positionseinhaltung einfacher ausgeführt werden kann, Dies führt zur Steigerung der Effizienz bei der Montage. Über Lebensdauer betrachtet kann hierdurch eine stabile Verbindung zwischen einem solchen Modulanschluss und dem korrespondierenden Modulverbinder bereitgestellt werden und ein ungewolltes Verdrehen zwischen Modulverbinder und Modulpolanschluss verhindert werden. Ein weiterer großer Vorteil besteht zudem noch darin, dass optional durch einen solchen Steg, insbesondere im Falle mehrerer vorgesehener Isolationsstege, auf besonders einfache Weise zugleich auch eine Positionskodierung umgesetzt werden kann. Eine solche Kodierung ist also entsprechend nicht radial außerhalb des Kontaktierungsbereichs beziehungsweise bezogen auf das Gehäuse radial außerhalb des Aussparungsbereichs umgesetzt, sondern kann direkt in den Aussparungsbereich integriert werden, was vor allem in radialer Richtung wiederum enorm Bauraum spart. Außerdem ist auch keine zusätzliche, separate Kontaktierungshülse, die mit dem Kontaktierungsbereich der Modulpol-Stromschiene kontaktiert werden muss, erforderlich. Im Allgemeinen kann hier ein besonders einfach ausgestaltetes Gehäuse für einen Modulpolanschluss und zudem ein besonders einfach ausgestalteter Modulpolanschluss bereitgestellt werden, die es dennoch ermöglichen, einen Berührschutz bereitzustellen und dies auch zugleich auf besonders bauraumsparende und effizienzsteigernde Weise.

Um das Gehäuse elektrisch isolierend auszuführen, kann das Gehäuse aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet sein. Denkbar wäre auch eine Ausgestaltung mit einem elektrisch leitenden Kem, der zum Beispiel allseitig von einem elektrisch isolierenden Material überzogen ist. Bevorzugt ist jedoch eine Ausbildung des Gehäuses vollständig aus einem elektrisch isolierenden Material, da dies die Fertigung des Gehäuses deutlich vereinfacht. Insbesondere kann dies beispielsweise in einem Spritzgussprozess oder Ähnlichem bereitgestellt werden. Das Gehäuse kann grundsätzlich einteilig oder auch mehrteilig ausgeführt sein, wobei eine Ausführung mit möglichst wenig Teilen bevorzugt ist. Eine zweiteilige Ausführung mit einer wie später näher beschriebenen Ober- und Unterschale ist dabei vorteilhaft, um einen einfache Aufnahme der Modulpol- Stromschiene sowie gegebenenfalls weiterer Komponenten, wie nachfolgend näher erläutert, zu ermöglichen. Die erste Gehäusewand und die Aussparungsgeometrie zur Bereitstellung des Berührschutzes kann dabei einstückig sein. Mit anderen Worten können der Isolationsring, der mindestens eine Isolationssteg, der Aussparungs-Randbereich um den Aussparungsbereich und die übrige erste Gehäusewand einstückig ausgebildet sein, zum Beispiel in einem Spritzgussprozess.

Unter einem Isolationssteg soll im Allgemeinen ein längliches Bauteil aus einemelektrisch isolierenden Material verstanden werden. Der Aussparungs- Randbereich dar, der den Aussparungsbereich umgibt, schließt sich insbesondere direkt an den Aussparungsbereich in radialer Richtung an. Der Aussparungs-Randbereich begrenzt sozusagen den Aussparungsbereich in radialer Richtung. Der Aussparungsbereich stellt den Bereich der ersten Gehäusewand dar, in dem die mindestens eine oder auch mehrere Aussparungen angeordnet sind, insbesondere in radialer Richtung im den Isolationsring herum. Der Aussparungsbereich kann durch die Gesamtheit der Aussparungen definiert sein. Die Aussparungen können durch Isolationsstege separiert sein. Damit muss also auch der Aussparungsbereich kein zusammenhängender Bereich sein. Der Aussparungsbereich kann auch so definiert sein, dass er neben den Aussparungen auch den mindestens einen oder mehrere Isolationsstege umfasst. In diesem Fall ist der Aussparungsbereich ein zusammenhängender Bereich, der von dem mindestens einen Isolationssteg durchlaufen wird.

Die erste Gehäusewand kann gemäß einem Ausfürhungsbeispiel im Wesentlichen flach ausgebildet sein. Dabei kann diese im Bereich des Isolationsrings, des Aussparungs-Randbereichs und des mindestens einen Isolationsstegs zwar eine leichte Erhöhung aufweisen, allerdings müssen der Isolationsring, der Isolationssteg sowie auch der Aussparungs-Randbereich nicht deutlich gegenüber einer Grundebene der ersten Gehäusewand erhöht sein, um den Berührschutz bereitzustellen. Der Isolationsring, der mindestens eine Isolationssteg und der Aussparungs-Randbereich können also gegenüber der Grundebene der ersten Gehäusewand erhöht sein, wobei diese Erhöhung z.B. in der Größenordnung liegt wie die Dicke der ersten Gehäusewand in einem nicht erhöhten Bereich. Mit anderen Worten kann die erste Gehäusewand im Bereich des Isolationsrings, des Isolationsstegs und des Aussparungs-Randbereichs in etwa doppelt so dick ausgeführt sein wie in den sich radial außerhalb des Aussparungs- Randbereichs anschließenden Bereichen der ersten Gehäusewand. Die Erhöhung ist damit insgesamt besonders gering. Der Berührschutz kann vielmehr dadurch bereitgestellt werden, dass die Öffnung in der ersten Gehäusewand, die durchdrungen werden muss, um in Kontakt mit dem Kontaktierungsbereich gelangen zu können, durch das Vorsehen des mindestens einen Isolationsstegs verkleinert wird. Der Isolationsring der ersten Gehäusewand umgibt eine kreisförmige Öffnung, insbesondere eine zentrale kreisförmige Öffnung. In diese ist, wie nachfolgend näher erläutert, ein Befestigungsmittel, zum Beispiel eine Schraube, einführbar, um den Modulanschluss an einem korrespondierenden Modulverbinder zu fixieren. Innerhalb des Isolationsrings muss also kein zusätzlicher Isolationsstift, der in axialer Richtung weit über die Grundebene der ersten Gehäusewand erhöht ist, vorgesehen sein. Auch dies spart wiederum deutlich Bauraum.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Isolationsring und/oder der Aussparungs-Randbereichs und/oder der mindestens eine Isolationsstegs auch erhöht, insbesondere deutlich mehr erhöht also oben beschrieben, gegenüber der umliegenden Gehäusewand ausgebildet sein. Dadurch kann z.B. ein noch besserer Berührschutz bereitgestellt werden oder der Abstand zwischen den Isolationsstegen in Umfangsrichtung und/oder der radiale Abstand zwischen dem Isolationsring und dem Aussparungs-Randbereich kann bei gleichbleibendem Berührschutz erhöht werden.

Der Modulpolanschluss, für den das Gehäuse vorgesehen ist, ist dabei Teil eines Batteriemoduls. Ein Batteriemodul, insbesondere für eine Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs, kann dabei zwei solcher Modulpolanschlüsse aufweisen. Jeder dieser beiden Modulpolanschlüsse kann einem der beiden Potentiale eines solchen Batteriemoduls zugeordnet sein, nämlich einem positiven Potential und einem negativen Potential. Ein Hochvoltbatterie für ein Kraftfahrzeug kann mehrere Batteriemodule umfassen. Diese können über entsprechende Modulverbinder elektrisch miteinander verbunden und entsprechend verschaltet werden. Hierzu kann zum Beispiel ein erster Modulpolanschluss eines ersten Batteriemoduls mit einem zweiten Modulpolanschluss eines zweiten Batteriemoduls über einen solchen Modulverbinder elektrisch leitend verbunden werden. Ein solcher Modulverbinder kann im Wesentlichen ebenfalls mit einer Stromschiene ausgebildet sein, die von einer elektrischen Isolierung ummantelt ist, insbesondere bis auf die entsprechenden Kontaktierungsbereiche, über welche die Stromschiene mit den entsprechenden Modulpolanschlüssen zu kontaktieren ist.

Die mindestens eine Aussparung ist dabei als Durchbrechung der ersten Gehäusewand ausgebildet. Mit anderen Worten soll unter einer Aussparung eine Öffnung in der ersten Gehäusewand verstanden werden. Dadurch ist, wenn sich die Modulpol-Stromschiene in einem bestimmungsgemäß im Gehäuse aufgenommenen Zustand befindet, der Kontaktierungsbereich dieser Stromschiene durch diese Aussparung von außerhalb des Gehäuses zugänglich und damit durch einen korrespondierenden zweiten Kontaktierungsbereich des Modulverbinders kontaktierbar.

Durch das Vorsehen mindestens eines Isolationsstegs ist es nunmehr möglich, nicht nur eine einzelne ringförmig geschlossene Aussparung im Aussparungsbereich vorzusehen, sondern diese Aussparung beispielsweise auch in mehrere Aussparungssegmente zu untergliedern und zu unterteilen. Die einzelnen Aussparungen können dadurch hinsichtlich ihrer Dimension deutlich verkleinert werden. Dadurch kann beispielsweise der Berührschutz erhöht werden, aber auch eine Drehmomentabstützung über die einzelnen Isolationsstege bereitgestellt.

Daher stellt es eine weitere besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn die erste Gehäusewand mehrere Isolationsstege umfasst, die den Isolationsring und den Aussparungs-Randbereich miteinander verbinden, so dass der Aussparungsbereich durch die Isolationsstege in mehrere Aussparungssegmente, die jeweils eine Aussparung bereitstellen, gegliedert ist. Der Aussparungsbereich weist also mehrere voneinander durch die Isolationsstege getrennten Aussparungen auf. Eine jeweilige Aussparungsfläche ist gegenüber der Fläche des gesamten Aussparungsbereichs deutlich verkleinert, wodurch der Berührschutz erhöht wird. Ebenso kann eine deutlich bessere Drehmomentabstützung erreicht werden.

Die Isolationsstege können dabei als längliche Verbindungselemente ausgebildet sein, die sich vom zentralen Isolationsring bis zum Aussparungs- Randbereich, der den Aussparungsbereich umgibt, erstrecken. Dabei können die Isolationsstege in radialer Richtung verlaufen. Die radiale Richtung, wie dies im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt definiert ist, bezieht sich dabei zum Beispiel auf die Mitte beziehungsweise das Zentrum des Aussparungsbereichs beziehungsweise des Isolationsrings. Ist beispielsweise der Modulanschluss bestimmungsgemäß mit einem Modulverbinder verbunden und beispielsweise über eine Schraubverbindung fixiert, so kann die Achse dieser Schraubverbindung durch dieses Zentrum des Aussparungsbereichs beziehungsweise auch durch das Zentrum beziehungsweise die Mitte des Isolationsrings verlaufen. Die radiale Richtung ist also ausgehend von dieser Mitte des Isolationsrings definiert. Entsprechend kann eine axiale Richtung senkrecht zur radialen Richtung definiert sein und zum Beispiel im Wesentlichen senkrecht auf der Grundebene der Gehäusewand stehen. Die axiale Richtung ist parallel zur Verbindungsrichtung, in welcher der Modulpolanschluss mit dem Modulverbinder verbindbar ist. Die axiale Richtung kann entlang einer zentralen Achse einer Schraubverbindung zwischen dem Modulanschluss und dem Modulverbinder verlaufen. Da wie eingangs beschrieben die Verwendung einer Schraubverbindung äußerst vorteilhaft zur Fixierung eines Modulpolanschlusses an einem korrespondierenden Modulverbinder ist, ist es bevorzugt, dass die vom Isolationsring umgebene Öffnung kreisförmig ist. Die dem Aussparungs-Randbereich der ersten Gehäusewand zugewandte Außenseite des Isolationsrings kann grundsätzlich mit jeder beliebigen Geometrie, auch einer eckigen Geometrie, zum Beispiel viereckig oder n- eckig, ausgebildet sein. Aber auch hier hat sich eine kreisförmige Geometrie als besonders bauraumeffizient erwiesen, um auf minimalem Bauraum eine möglichst große Kontaktfläche bereitstellen zu können. Entsprechend ist der Aussparungsbereich als Ganzes bevorzugt ringförmig ausgebildet, wenngleich auch hier wiederum jede beliebige geometrische Form möglich wäre.

Daher stellt es eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn der Aussparungsbereich ringförmig ausgebildet ist und die jeweiligen Aussparungssegmente als Kreisringsektoren ausgebildet sind. Durch die ringförmige Ausgestaltung des Aussparungsbereichs beziehungsweise der kreisringsektorförmigen Ausbildung der Aussparungssegmente lässt sich die Kontaktfläche bei gleichzeitiger Bereitstellung eines Berührschutzes auf minimalem Bauraum maximieren. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind mindestens zwei der mehreren Aussparungssegmente unterschiedlich groß und/oder eine unterschiedliche geometrische Form auf. Dadurch kann vorteilhafterweise gleichzeitig eine Kodierung beziehungsweise ein Schutz vor einem versehentlich falschen Anschließen an dem Modulverbinder bereitgestellt werden. Diese Kodierung hat primär die Funktion, dass die üblicherweise zwei an einem Batteriemodul vorhandenen Modulanschlüsse nicht vertauscht werden können. Mit anderen Worten soll ein erster Modulverbinder, der zum Koppeln mit einem ersten Modulanschluss eines Batteriemoduls ausgelegt ist, nicht an den zweiten Modulanschluss dieses Batteriemoduls angeschlossen werden können. Dies kann durch die genannte Kodierung, die durch die Größe und/oder Form der Aussparungssegmente bereitgestellt werden kann, vorteilhafterweise verhindert werden. Zwei Modulanschlüsse beziehungsweise die korrespondierenden Gehäuse der Modulanschlüsse eines Batteriemoduls können dabei hinsichtlich der geometrischen Ausgestaltung ihrer Aussparungssegmente unterschiedlich sein. Dadurch können ein Vertauschen der Modulanschlüsse und ein falsches Anschließen vorteilhafterweise vermieden werden. Gleichzeitig kann durch eine solche Kodierung auch erreicht werden, dass der Modulverbinder nur in einer bestimmten Position relativ zum Modulanschluss mit diesem durch eine Steckverbindung gekoppelt werden kann. Dadurch ist vorteilhafterweise gleichzeitig auch eine korrekte Ausrichtung des Modulverbinders relativ zum Modulanschluss möglich. Dies erleichtert wiederum die bauraumoptimierte, korrekte Positionierung des Modulverbinders relativ zum Modulanschluss.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erstrecken sich die Isolationsstege in radialer Richtung und untergliedern den Vollwinkel um eine gedachte zentrale Achse durch eine Mitte des Isolationsrings in Kreissektoren mit jeweils zugeordneten Mittelpunktswinkeln. Dabei ist es zur Bereitstellung oben genannter Kodierung beispielsweise sehr vorteilhaft, wenn die Isolationsstege dabei so zueinander angeordnet sind, dass die Mittelpunktswinkel, die den dadurch entstehenden Kreissektoren zugeordnet sind, unterschiedlich groß sind. Dabei ist es zur Bereitstellung einer Kodierung ausreichend, wenn mindestens zwei dieser Mittelpunktswinkel unterschiedlich groß sind. Dadurch kann eine Positionskodierung auf besonders einfache und zuverlässige Weise bereitgestellt werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Gehäuse ein erstes Gehäusebauteil, insbesondere eine Oberschale, auf, das die erste Gehäusewand umfasst, und ein zweites Gehäusebauteil, insbesondere eine Unterschale, das am ersten Gehäusebauteil unter Ausbildung eines Innenraums des Gehäuses, in welchem die Modulpol- Stromschiene aufnehmbar ist, anordenbar oder angeordnet ist. Bevorzugt sind die beiden Gehäusebauteile als separate Bauteile gefertigt und können durch eine geeignete Fügeverbindung miteinander zur Bereitstellung des Gehäuses verbunden werden, zum Beispiel durch Klippsen. Die jeweiligen Gehäusebauteile, nämlich das erste und das zweite Gehäusebauteil, sind jeweils für sich jedoch bevorzugt einstückig ausgebildet. Die Anzahl erforderlicher Bauteile zur Bereitstellung eines Modulanschlusses kann dadurch reduziert beziehungsweise sogar minimiert werden. Somit kann die Modulpol-Stromschiene auch auf einfache Weise im Gehäuse angeordnet werden, indem diese zum Beispiel zwischen die beiden Gehäusebauteile eingelegt wird und die Gehäusebauteile anschließend miteinander verbunden, zum Beispiel aneinander angeklippst werden.

Des Weiteren betrifft die Erfindung auch einen Modulpolanschluss mit einem erfindungsgemäßen Gehäuse oder eine seine Ausführungsformen. Die für das erfindungsgemäße Gehäuse und seine Ausführungsformen beschriebenen Vorteile gelten in gleicher Weise für den erfindungsgemäßen Modulpolanschluss.

Bei einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Modulpolanschluss eine Modulpol-Stromschiene mit einem Kontaktierungsbereich auf, und der Modulpolanschluss ist in einer Verbindungsrichtung mit einem Modulverbinder verbindbar und über den Kontaktierungsbereich elektrisch kontaktierbar. Weiterhin ist die Modulpol- Stromschiene in einem Innenraum des Gehäuses angeordnet, so dass zumindest ein Teil des Kontaktierungsbereichs durch die mindestens eine Aussparung des Aussparungsbereichs des Gehäuses freigelegt ist.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Modulpol-Stromschiene eine Durchgangsöffnung auf, die in radialer Richtung vom Kontaktierungsbereich umgeben ist, und durch welche ein Befestigungsmittel, insbesondere eine Schraube, zur Befestigung des Modulpolanschlusses an einem Modulverbinder durchführbar ist. Hierdurch kann also vorteilhafterweise eine Fixierung zwischen dem Modulpolanschluss und einem korrespondierenden Modulverbinder realisiert werden, wobei diese Befestigung bevorzugt als Schraubverbindung ausgeführt ist. Das Befestigungsmittel ist dabei vorzugsweise in axialer Richtung langgestreckt ausgeführt. Am einfachsten gestaltet sich die Verbindung zwischen Modulpolanschluss und einem Modulverbinder, wenn das Befestigungsmittel als Schraube ausgeführt ist. Eine solche Schraube kann also zumindest bereichsweise entlang ihres Schraubenhalses mit einem Außengewinde ausgebildet sein. Dabei ist insbesondere der untere Teil der Schraube, welcher also dem Schraubenkopf gegenüberliegt, mit einem solchen Außengewinde ausgeführt. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass das Befestigungsmittel als Schraubeinrichtung mit einem Innengewinde ausgeführt ist, zum Beispiel innerhalb eines im Schraubenhals vorgesehenen Innengewindes. Eine derartige Ausführung erfordert jedoch wiederum mehr Bauraum in axialer Richtung, vor allem auf Seiten des Modulpolanschlusses. Die Ausbildung als Schraube mit einem Außengewinde ermöglicht eine besonders einfache Ausbildung des Kopplungsgegenstücks am Modulpolanschluss, welches dann insbesondere als Mutter ausgebildet sein kann.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Modulpolanschluss ein Kopplungselement, insbesondere eine Mutter, zur Kopplung mit dem Befestigungsmittel, wobei das Kopplungselement an einer dem Kontaktierungsbereich und der ersten Gehäusewand des Gehäuses abgewandten Seite der Modulpol-Stromschiene angeordnet ist und an der Modulpol-Stromschiene fixiert ist. Diese Fixierung kann zum Beispiel durch Einpressen oder Anschweißen des Kopplungselements an der Modulpol- Stromschiene realisiert sein. Die Modulpol-Stromschiene ist vorzugsweise aus Kupfer gefertigt. Dies ermöglicht eine besonders gute, verlustarme Stromleitung. Das Kopplungselement, welches insbesondere aus Metall ist, ist bevorzugt nicht aus Kupfer, das heißt aus einem anderen metallischen Material als die Modulpol-Stromschiene gefertigt, beispielsweise aus Stahl. Dies ermöglicht eine deutlich stabilere Schraubverbindung aufgrund der deutlich größeren Härte von Stahl gegenüber beispielsweise Kupfer.

Auch das oben beschriebene Befestigungsmittel ist bevorzugt aus einem metallischen Material. Insbesondere ist das Befestigungsmittel vorzugsweise aus Stahl. Hierdurch kann eine besonders stabile Verbindung zwischen dem Modulpolanschluss und dem Modulverbinder hergestellt werden, die insbesondere auch über lange Zeit, insbesondere über Lebenszeit eines Batteriemoduls hinweg stabil bleibt. Aufgrund der Kriecheigenschaften von Kunststoff ist es bevorzugt, dass also an dieser Schraubverbindung zwischen dem Modulpolanschluss und dem Modulverbinder keine Kunststoffbauteile beteiligt sind. Der Kraftschluss der Schraubverbindung wird damit ausschließlich über metallische Bauteile realisiert.

Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine Verbindungsanordnung mit einem erfindungsgemäßen Modulpolanschluss oder eine seine Ausführungsformen. Die für den erfindungsgemäßen Modulpolanschluss und seine Ausführungsformen beschriebenen Vorteile, und insbesondere die in Bezug auf das erfindungsgemäße Gehäuse und seine Ausführungsformen beschriebenen Vorteile, gelten in gleicher Weise für die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Verbindungsanordnung einen Modulverbinder aufweist, der in einer Verbindungsrichtung mit dem Modulpolanschluss über den Kontaktierungsbereich verbindbar und elektrisch kontaktierbar ist, insbesondere wobei der Kontaktierungsbereich des Modulpolanschlusses einen ersten Kontaktierungsbereich darstellt und der Modulverbinder einen, insbesondere ringförmigen, zweiten Kontaktierungsbereich aufweist, der mit dem ersten Kontaktierungsbereich elektrisch kontaktierbar ist, wobei der zweite Kontaktierungsbereich mindestens eine schlitzförmige Vertiefung aufweist, in welche in einem mit dem Modulpolanschluss verbundenen Zustand des Modulverbinders der mindestens eine Isolationssteg des Gehäuses aufgenommen ist.

Der zweite Kontaktierungsbereich des Modulverbinders kann also mit einer korrespondierenden Anzahl an schlitzförmigen Vertiefungen ausgebildet sein, wie das Gehäuse des Modulpolanschluss Isolationsstege aufweist. Die Isolationsstege und die schlitzförmigen Vertiefungen des zweiten Kontaktierungsbereichs korrespondieren dabei auch hinsichtlich ihrer geometrischen Anordnung zueinander. Dadurch lässt es sich also vorteilhafterweise erreichen, dass durch Zusammenstecken des Modulpolanschlusses mit dem Modulverbinder die ersten und zweiten Kontaktierungsbereiche miteinander elektrisch leitend kontaktiert werden, das heißt sich insbesondere flächig berühren. Über die oben beschriebene Schraubverbindung, die vorzugsweise ebenfalls Teil der Verbindungsanordnung sein kann, können die beiden Kontaktierungsbereiche im miteinander kontaktierten Zustand zusätzlich zueinander fixiert und aneinandergepresst werden. Übergangswiderstände werden dadurch reduziert und die Leitungseffizienz maximiert.

Auch der Modulverbinder kann eine Stromschiene umfassen. Der zweite Kontaktierungsbereich kann durch diese Stromschiene bereitgestellt sein. Mit anderen Worten können der zweite Kontaktierungsbereich und die übrige Stromschiene einstückig und integral ausgebildet sein, zum Beispiel durch Schmieden. Außerdem kann auch die Stromschiene von einem Gehäuse ummantelt sein. Diese weist im Bereich des zweiten Kontaktierungsbereichs eine entsprechende Aussparung, zum Beispiel eine kreisförmige Aussparung, auf. Der zweite Kontaktierungsbereich, der zum Beispiel als durch die Vertiefung segmentierter, ringförmiger und gegenüber der Gehäuseebene des Modulverbinders erhabener Bereich ausgebildet sein kann, steht also ein Stück weit über das Gehäuse des Modulverbinders hinaus. Dadurch lässt es sich einfach bewerkstelligen, dass der zweite Kontaktierungsbereich, insbesondere die einzelnen Kontaktabschnitte, in die korrespondierenden Aussparungen des Gehäuses des Modulpolanschlusses eingesteckt und somit mit dem ersten Kontaktierungsbereich kontaktiert werden können. Dadurch ist keine zusätzliche Kontakthülse erforderlich. Dies spart wiederum Bauteile ein.

Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Batteriemodul für ein Kraftfahrzeug , das mindestens einen erfindungsgemäßen Modulpolanschluss oder eine seine Ausführungsformen aufweist. Die für den erfindungsgemäßen Modulpolanschluss und das erfindungsgemäße Gehäuse und deren Ausgestaltungen beschriebenen Vorteile gelten damit auch in gleicher Weise für das erfindungsgemäße Batteriemodul. Bevorzugt weist das Batteriemodul zwei erfindungsgemäße Modulpolanschlüsse oder zwei Modulpolanschlüsse gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung auf. Diese unterscheiden sich bevorzugt in der Geometrie und/oder Größe ihrer jeweiligen Aussparungssegmente, so dass ein Modulverbinder, der mit einem ersten der beiden Modulpolanschlüsse verbindbar und mit dessen Kontaktierungsbereich elektrisch kontaktierbar ist, nicht mit dem Kontaktierungsbereich eines zweiten Modulpolanschlusses der zwei Modulpolanschlüsse elektrisch kontaktierbar ist. Somit kann vorteilhafterweise ein Vertauschen der Anschlüsse verhindert werden, wie dies oben bereits beschrieben wurde.

Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Modulpolanschlusses, der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung und des erfindungsgemäßen Batteriemoduls, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Gehäuses beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Modulpolanschlusses, der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung und des erfindungsgemäßen Batteriemoduls hier nicht noch einmal beschrieben.

Zur Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Batteriemodul oder eines seiner Ausführungsformen. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.

Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

Fig. 1 eine schematische und perspektivische Querschnittsdarstellung eines Modulpolanschlusses gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische und perspektivische Darstellung eines Modulpolanschlusses in einer Draufsicht von schräg oben gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3 eine schematische und perspektivische Darstellung eines Modulpolanschlusses zur Illustration der Funktion zur Drehmomentabstützung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 4 eine schematische und perspektivische Darstellung eines Modulpolanschlusses mit einer durch den Berührschutz umgesetzten Kodierung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 5 eine schematische und perspektivische Darstellung eines Modulverbinders für eine Verbindungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und

Fig. 6 eine schematische und perspektivische Querschnittsdarstellung einer Verbindungsanordnung mit einem Modulpolanschluss und einem Modulverbinder, die elektrisch leitend miteinander gekoppelt sind, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.

Fig. 1 zeigt eine schematische und perspektivische Querschnittsdarstellung eines Modulpolanschlusses 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Modulpolanschluss 10 weist dabei ein Gehäuse 12 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung auf. Das Gehäuse 12 kann zum Beispiel ein Gehäuseoberteil 12a sowie ein Gehäuseunterteil 12b umfassen, die als separate Bauteile ausgeführt sind, um die Integration einer Modulpol- Stromschiene 14, die ebenfalls Teil des Modulpolanschlusses 10 ist, zu vereinfachen. Das Gehäuseoberteil 12a und das Gehäuseunterteil 12b bilden im zueinander angeordneten Zustand, wie in Fig. 1 dargestellt, also einen korrespondierenden Innenraum 16 aus, in welchem entsprechend die bereits genannte Modulpol-Stromschiene 14 angeordnet ist.

Die Oberseite ist vorliegend in Bezug auf die dargestellte z-Richtung definiert. Die Einbaulagen des Modulpolanschlusses 10 und insbesondere auch des Modulverbinders 32 können hiervon im konkreten Anwendungsfalls jedoch beliebig abweichen.

Die Modulpol-Stromschiene 14 besteht aus elektrisch leitendem Material, zum Beispiel Kupfer. Das Gehäuse 12 dagegen ist elektrisch isolierend ausgeführt, zum Beispiel aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt, zum Beispiel einem Kunststoff. Der Modulpolanschluss 10 weist zudem noch ein Koppelelement 18 auf, welches in diesem Beispiel als eine Mutter 20 ausgebildet ist, die unterseitig, das heißt auf einer dem Gehäuseunterteil 12b zugewandten Seite 14b der Modulpol-Stromschiene 14 angeordnet ist, zum Beispiel in die Modulpol-Stromschiene 14 beziehungsweise eine durch diese bereitgestellte zentrale Öffnung 14c eingepresst ist oder an diese angeschweißt ist. Auch diese Mutter 20 beziehungsweise im Allgemeinen dieses Koppelelement 18 stellt eine zentrale Öffnung 18a bereit, die also als Ausführung als Mutter 20 mit einem Innengewinde ausgeführt sein kann, in das eine korrespondierende Schraube 22 (vgl. Fig. 5 und Fig. 6) eingeschraubt werden kann. Das Kopplungselement 18 kann aus Stabilitätsgründen aus einem anderen Material als die Stromschiene 14 gebildet sein, zum Beispiel aus Stahl. Die Stromschiene 14 weist einen Kontaktierungsbereich 14a auf. Das Gehäuse 12 weist eine Gehäusewand 24 auf, die zuvor auch als erste Gehäusewand 24 bezeichnet wurde, und die Teil des Gehäuseoberteils 12a ist. Neben dieser ersten Gehäusewand 24 kann das Gehäuse 12 auch noch andere Gehäusewände aufweisen, die vorliegend nicht näher bezeichnet sind. Diese erste Gehäusewand 24 umfasst einen Aussparungsbereich 24a, in welchem mindestens eine Aussparung 24b, in diesem Beispiel mehrere Aussparungen 24b, angeordnet sind, die den Kontaktierungsbereich 14a der Stromschiene 14 freilegen. Die Besonderheit dieses Gehäuses 12 besteht nun darin, dass die erste Gehäusewand 24 einen Isolationsring 26 umfasst, der radial innerhalb des Aussparungsbereichs 24a angeordnet ist, und mindestens einen Isolationssteg 28 aufweist, im vorliegenden Beispiel mehrere Isolationsstege 28, die diesen zentralen Isolationsring 26 mit einem Aussparungs- Randbereich 30 verbinden, der den Aussparungsbereich 24a in radialer Richtung umgibt und ebenfalls Teil der ersten Gehäusewand 24 ist. Der Aussparungs-Randbereich 30, der Isolationsring 26 und der mindestens eine Isolationssteg 28 können dabei leicht erhöht gegenüber einer Grundebene E beziehungsweise dem restlichen Bereich der ersten Gehäusewand 24 sein, der unmittelbar radial außerhalb des Aussparungs-Randbereichs 30 angeordnet ist und an diesen angrenzt. Die Grundebene E verläuft dabei parallel zur x-y-Ebene des hier dargestellten Koordinatensystems.

Durch die genannten Isolationsstege 28, die insbesondere sich ausgehend vom Isolationsring 26 radial nach außen bis zum umlaufenden Aussparungs- Randbereich 30 erstrecken und zueinander in Umlaufrichtung beabstandet sind, kann nun vorteilhafterweise ein Berührschutz bereitgestellt werden, denn hierdurch kann der Aussparungsbereich 24a in mehrere kleine Aussparungssegmente untergliedert werden, die durch die einzelnen Aussparungen 24b bereitgestellt sind. Außerdem können durch diese Stege 28 noch weitere vorteilhafte Funktionen übernommen werden.

Fig. 2 zeigt eine schematische und perspektivische Darstellung des Modulpolanschlusses 10 aus Fig. 1. Dieser kann wie zur Fig. 1 beschrieben ausgeführt sein. In dieser perspektivischen Darstellung ist zu erkennen, dass das Gehäuse 12 in diesem Beispiel vier solcher Isolationsstege 28 umfasst. Grundsätzlich sind aber auch mehr oder weniger als vier solcher Isolationsstege 28 denkbar. Beispielsweise kann auch nur ein solcher Isolationssteg 28, vorzugsweise aber mindestens zwei solcher Isolationsstege 28, oder drei Isolationsstege 28 vorgesehen sein. Denkbar sind auch mehr als vier Isolationsstege 28, zum Beispiel fünf oder sechs solcher Stege. Fig. 3 zeigt nochmal eine schematische und perspektivische Darstellung des Modulpolanschlusses 10 aus Fig. 2. Durch die Isolationsstege 28 lässt sich nicht nur vorteilhafterweise ein Isolationsschutz auf besonders bauraumsparende bereitstellen, sondern zusätzlich auch eine Drehmomentabstützung bereitstellen. Wird die bereits erwähnte Schraube 22 zur Herstellung der Verbindung zwischen dem Modulpolanschluss 10 und einem korrespondierenden Modulverbinder 32 (vgl. Fig. 5) mit der bereits erwähnten Schraube 22 verschraubt, so wird über die Schraube 22 ein gewisses Drehmoment, welches durch den Pfeil 34 veranschaulicht ist, auf den Modulpolanschluss 10 ausgeübt. Diesem Drehmoment 34 kann nun durch die einzelnen Isolationsstege 28 eine gewisse Gegenkraft entgegengesetzt werden, die durch die Pfeile 36 veranschaulicht ist.

Dadurch kann die Schraubverbindung einfacher hergestellt werden, da hierdurch der Modulpolanschluss 10 bezüglich des Modulverbinders 32 sicher in Position gehalten werden kann. Die Drehmomentabstützung kann somit genutzt werden um eine Positionseinhaltung während der Montage zu ermöglichen bzw. zu erleichtern.

Außerdem müssen die Isolationsstege 28 nicht wie in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellt in Umfangsrichtung einen gleichen Abstand zueinander aufweisen, sondern können auch verschiedene Abstände zueinander aufweisen, um eine Kodierung bereitzustellen, wie dies in Fig. 4 veranschaulicht ist. Die Isolationsstege 28 untergliedern den Vollwinkel um eine zentrale Achse A, die zu einer Verbindungsrichtung R parallel ist (vgl. Fig. 6) in einzelne Kreissektoren, denen jeweils ein Mittelpunktswinkel a, ß zugeordnet ist. Dabei unterscheiden sich mindestens zwei dieser Mittelpunktswinkel a und ß. In diesem Beispiel sind drei dieser Mittelpunktswinkel a gleich, während einer dieser Mittelpunktswinkel ß kleiner ist als die übrigen. Dadurch ergeben sich unterschiedlich große Aussparungen 24b.

Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines korrespondierenden

Modulverbinders 32, der insbesondere zur Verbindung und elektrischen

Kontaktierung des Modulpolanschlusses 10 aus Fig. 4 ausgelegt ist. Dieser umfasst entsprechend ebenfalls eine von einem Gehäuse 40 ummantelte Stromschiene 42, wobei das Gehäuse 40 eine kreisförmige Aussparung 44 umfasst, durch welche ein Teil der Stromschiene 42 freigelegt ist, und zwar derjenige Teil der Stromschiene 42, der eine zweite Kontaktierungsfläche 46 bereitstellt. Über diese Kontaktierungsfläche 46 wird die erste Kontaktierungsfläche 14a der Modulpol-Stromschiene 14 kontaktiert, wenn der Modulpolanschluss 10 und der Modulverbinder 32 bestimmungsgemäß zueinander angeordnet und miteinander verbunden sind, wie dies in einer schematischen und perspektivischen Querschnittsdarstellung in Fig. 6 illustriert ist. Der zweite Kontaktierungsbereich 46 ist dabei ebenfalls in einzelne Segmente 48 untergliedert. Dies ist in Fig. 5 zu erkennen. Die einzelnen Segmente 48 sind dabei durch schlitzförmige Vertiefungen 50 voneinander separiert beziehungsweise in Umfangsrichtung zueinander beabstandet. In diese Vertiefungen 50 können die korrespondierenden Isolationsstege 28 des Modulpolanschlusses 10 aufgenommen werden. Sind der Modulpolanschluss 10 und der Modulverbinder 32 also bestimmungsgemäß miteinander verbunden, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist, so sind die Isolationsstege 28 in den korrespondierenden Vertiefungen 50 des Modulverbinders 32 aufgenommen.

Der Modulverbinder 32 weist mittig in Bezug auf diesen zweiten Kontaktierungsbereich 46 eine zentrale Durchgangsöffnung 52 auf, die insbesondere in Fig. 6 im Querschnitt zu erkennen ist. Durch diese kann die bereits genannte Schraube 22 mit ihrem Schraubenhals 22a, der bereichsweise, zumindest am unteren Ende, das dem Schraubenkopf 22b gegenüberliegt, mit einem Außengewinde versehen ist, durchgeführt werden.

Fig. 6 zeigt dabei eine Verbindungsanordnung 58 mit einem Modulpolanschluss 10 und einem Modulverbinder 32, die insbesondere wie zuvor beschreiben ausgebildet sein können, wobei sich nun die Schraube 22 in einem durch die Durchgangsöffnung 52 der Modulverbinder 32 durchgeführten Zustand befindet, und insbesondere in einem mit der Mutter 20 des Modulpolanschlusses 10 verschraubten Zustand. Das Gehäuse 40 des Modulverbinders 32 kann zudem im Bereich des Schraubenkopfes 22b eine Öffnung aufweisen, um das Verschrauben der Schraube 22 zu ermöglichen. Diese Öffnung 54 kann von einem Isolationskragen 56 in radialer Richtung umschlossen sein, der als Teil des Gehäuses 40 bereitgestellt ist. Dadurch wird ein Berührschutz für die Schraube 22 bereitgestellt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in Fig. 6 das Gehäuseunterteil 12b nicht explizit dargestellt.

Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung ein berührgeschützter Modulpol mit Umsetzung der Drehmomentabstützung und der Kodierung in Isolation der stromführenden Schnittstelle bereitgestellt wird. Auf einen zentralen Schutzstift am Modulpol kann hierdurch vorteilhafterweise verzichtet werden. Durch die beschriebenen Ausführungen kann zudem der Berührschutz gemäß IPXXB am Modulpol, das heißt am Modulpolanschluss, weiterhin gewährleistet werden, indem das Isoliergehäuse so ausgebildet beziehungsweise modifiziert wird, dass der Berührschutz auch ohne zusätzliche Kappe weiterhin gegeben ist. Dies wird durch die beschriebenen Isolationsstege ermöglicht. Über eine geeignete Ausführung dieses Isoliergehäuses der stromführenden Schnittstelle, das heißt des Modulpolanschlusses, wird die Abstützung des Drehmoments und somit auch eine Verdrehsicherung umgesetzt. Über eine geeignete Ausführung des Isoliergehäuses der stromführenden Schnittstelle, das heißt des Modulpolanschlusses, kann zudem eine optionale Kodierung umgesetzt werden. Somit kann eine bauraum- und materialsparende Umsetzung einer Drehmomentabstützung bereitgestellt werden sowie eine bauraum- und materialsparende Umsetzung einer Kodierung. Gleichzeitig kann auf vorteilhafte und bauraumsparende Weise auch ein Berührschutz gemäß IPXXB am Modulpolanschluss umgesetzt werden. Der Berührschutz am Modulpol kann durch eine geeignete Erweiterung des Isoliergehäuses dargestellt werden. Die Lösung kann gemäß vorteilhafter Ausfürhungsformen mit nur wenigen Bauteile umgesetzt sein, wie beispielsweise der im Gehäuse aufgenommenen Stromschiene, welche als Stromführung und Schnittstelle zum Hochvoltverbinder dient, der Gewindehülse, in die die Schraube eingeschraubt werden kann, und mit welcher entsprechend der Hochvoltverbinder am Modulpol geschraubt werden kann, und dem Isoliergehäuse, welches im besten Fall als einteilige Lösung beziehungsweise mit einteilig ausgebildeter Oberschale den Berührschutz des Modulpols darstellen kann. Durch eine geeignete Ausführung des Berührschutzes am Modulpol kann die Funktion der Drehmomentabstützung beim Verschrauben des Hochvoltverbinders realisiert werden. Die Kräfte können dann vom Isoliergehäuse aufgenommen werden. Durch unterschiedliche geometrische Formen und/oder Größen für den Durchtritt durch beziehungsweise zur Hochvoltverbinderschnittstelle kann eine Kodierung realisiert werden. Diese kann genutzt werden, um einen Fehlverbau zu vermeiden. Die Gegenschnittstelle am Hochvoltverbinder kann dann ebenfalls mit dieser Kodierung versehen werden. Die Kodierung kann dabei direkt in der Stromschiene umgesetzt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Gehäuse (12) für einen Modulpolanschluss (10) zur Bereitstellung eines Berührschutzes für den Modulpolanschluss (10), der eine Modulpol- Stromschiene (14) mit einem Kontaktierungsbereich (14a) aufweist, und der in einer Verbindungsrichtung (R) mit einem Modulverbinder (32) verbindbar und über den Kontaktierungsbereich (14a) elektrisch kontaktierbar ist,

- wobei das Gehäuse (12) elektrisch isolierend ausgeführt ist,

- wobei das Gehäuse (12) zur Aufnahme der Modulpol-Stromschiene (14) ausgebildet ist,

- wobei das Gehäuse (12) eine erste Gehäusewand (24) aufweist, welche einen Aussparungsbereich (24a) mit mindestens einer Aussparung (24b) zur Freilegung zumindest eines Teils des Kontaktierungsbereichs (14a) der Modulpol-Stromschiene (14) aufweist, wenn sich die Modulpol-Stromschiene (14) in einem bestimmungsgemäß im Gehäuse (12) aufgenommenen Zustand befindet,

- wobei die erste Gehäusewand (24) einen Aussparungs-Randbereich (30) aufweist, der den Aussparungsbereich (24a) in einer radialen Richtung umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gehäusewand (24) radial innerhalb des Aussparungsbereichs (24a) einen elektrisch isolierenden Isolationsring (26) umfasst, der über mindestens einen Isolationssteg (28) mit dem Aussparungs- Randbereich (30) verbunden ist.

2. Gehäuse (12) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gehäusewand (24) mehrere Isolationsstege (28) umfasst, die den Isolationsring (26) und den Aussparungs-Randbereich (30) miteinander verbinden, so dass der Aussparungsbereich (24a) durch die Isolationsstege (28) in mehrere Aussparungssegmente (4b), die jeweils eine Aussparung (24b) bereitstellen, gegliedert ist.

3. Gehäuse (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussparungsbereich (24a) ringförmig ausgebildet ist und die jeweiligen Aussparungssegmente (24b) als Kreisringsektoren (24b) ausgebildet sind.

4. Gehäuse (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der mehreren Aussparungssegmente (24b) unterschiedlich groß sind und/oder eine unterschiedliche geometrische Form aufweisen.

5. Gehäuse (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) ein erstes Gehäusebauteil (12a), insbesondere eine Oberschale (12a), aufweist, das die erste Gehäusewand (24) umfasst, und ein zweites Gehäusebauteil (12b), insbesondere eine Unterschale (12b), aufweist, das am ersten Gehäusebauteil (12a) unter Ausbildung eines Innenraums (16) des Gehäuses (12), in welchem die Modulpol- Stromschiene (14) aufnehmbar ist, anordenbar oder angeordnet ist.

6. Modulpolanschluss (10) mit einem Gehäuse (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulpolanschluss (10) eine Modulpol-Stromschiene (14) mit einem Kontaktierungsbereich (14a) aufweist, und in einer Verbindungsrichtung (R) mit einem Modulverbinder (32) verbindbar und über den Kontaktierungsbereich (14a) elektrisch kontaktierbar ist, wobei die Modulpol-Stromschiene (14) in einem Innenraum (16) des Gehäuses (12) angeordnet ist, so dass zumindest ein Teil des Kontaktierungsbereichs (14a) durch die mindestens eine Aussparung (24b) des Aussparungsbereichs (24a) des Gehäuses (12) freigelegt ist.

7. Modulpolanschluss (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulpol-Stromschiene (14) eine Durchgangsöffnung (14c) aufweist, die in radialer Richtung vom Kontaktierungsbereich (14a) umgeben ist, und durch welche ein Befestigungsmittel (22), insbesondere eine Schraube (22), zur Befestigung des Modulpolanschlusses (10) an einem Modulverbinder (32) durchführbar ist.

8. Modulpolanschluss (10) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulpolanschluss (10) ein Kopplungselement (18, 20), insbesondere eine Mutter (20), zur Kopplung mit dem Befestigungsmittel (22) aufweist, wobei das Kopplungselement (18, 20) zumindest zum Teil an einer dem Kontaktierungsbereich (14a) und der ersten Gehäusewand (24) des Gehäuses (12) abgewandten Seite (14b) der Modulpol-Stromschiene (14) angeordnet ist und an der Modulpol- Stromschiene (14) fixiert ist.

9. Verbindungsanordnung (58) mit einem Modulpolanschluss (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung (58) einen Modulverbinder (32) aufweist, der in einer Verbindungsrichtung (R) mit dem Modulpolanschluss (10) über den Kontaktierungsbereich (14a) verbindbar und elektrisch kontaktierbar ist, insbesondere wobei der Kontaktierungsbereich (14a) des Modulpolanschlusses (10) einen ersten Kontaktierungsbereich (14a) darstellt und der Modulverbinder (32) einen, insbesondere ringförmigen, zweiten Kontaktierungsbereich (46) aufweist, der mit dem ersten Kontaktierungsbereich (14a) elektrisch kontaktierbar ist, wobei der zweite Kontaktierungsbereich (46) mindestens eine schlitzförmige Vertiefung (50) aufweist, in welche in einem mit dem Modulpolanschluss (10) verbundenen Zustand des Modulverbinders (32) der mindestens eine Isolationssteg (28) des Gehäuses (12) aufgenommen ist.

10. Batteriemodul für ein Kraftfahrzeug , wobei das Batteriemodul mindestens einen Modulpolanschluss (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 8 aufweist, insbesondere wobei das Batteriemodul zwei Modulpolanschlüsse (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 8 aufweist, die sich in der Geometrie und/oder Größe ihrer jeweiligen Aussparungssegmente (24b) unterscheiden, so dass ein Modulverbinder (32), der mit einem ersten der beiden Modulpolanschlüsse (10) verbindbar und mit dessen Kontaktierungsbereich (14a) elektrisch kontaktierbar ist, nicht mit dem Kontaktierungsbereich (14a) eines zweiten Modulpolanschlusses (10) der zwei Modulpolanschlüsse (10) elektrisch kontaktierbar ist.