WO2018046442A1 - Zweispannungsbatterie und montageverfahren hierfür - Google Patents

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WO2018046442A1
WO2018046442A1 PCT/EP2017/072116 EP2017072116W WO2018046442A1 WO 2018046442 A1 WO2018046442 A1 WO 2018046442A1 EP 2017072116 W EP2017072116 W EP 2017072116W WO 2018046442 A1 WO2018046442 A1 WO 2018046442A1
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battery cell
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André Körner
Sebastian Kahnt
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HELLA GmbH & Co. KGaA
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Definitions

  • the invention relates to a two-voltage battery, in particular for vehicles, comprising a plurality of battery cells, each having a group of battery cells are connected to battery cell blocks, comprising a battery electronics with a plurality of power switching elements, which are arranged in an assembled state of the two-voltage batteries and designed for serial and in each case in a first connection arrangement of the battery cell blocks, a first voltage and wherein in a second connection arrangement of the battery cell blocks, a second voltage is provided, and comprising a multi-part housing, which comprises the battery cells and the battery electronics in the assembled state.
  • the invention further relates to a mounting method for a two-voltage battery, comprising a plurality of battery cells, wherein a group of battery cells are connected to form battery cell blocks, comprising a battery electronics with a plurality of power switching elements, which are arranged and configured for connecting each individual battery cell blocks in series and in parallel wherein in a first connection arrangement of the battery cell blocks, a first voltage and in a second connection arrangement of the battery cell blocks, the first voltage and a second voltage are provided, and comprising a multi-part housing, which comprises the battery cells and the battery electronics.
  • Two-voltage batteries of the generic type known today on the market provide in particular a functional and spatial integration of the battery electronics and the battery cells or battery cell blocks.
  • the two voltages of the two-voltage batteries are provided in this case in particular with respect to two different ground connections. It is in this case such that, in particular, the power switching elements for the optional serial and parallel connection of the battery cells or battery cell blocks spatially directly the battery cells or battery cell blocks assigned and distributed. The same applies to the executed as part of the battery electronics circuit for cell monitoring. Due to the spatial integration, the construction of the known two-voltage batteries is expensive and their installation expensive.
  • the object of the present invention is therefore to provide a modular and structurally simplified two-voltage battery, which offers advantages in terms of assembly, functional testing and / or maintenance.
  • the invention in connection with the preamble of claim 1, characterized in that the battery electronics in the manner of a Batterieelektronikbauaji is provided and that the battery cell blocks form a spatially separated from the battery electronics module battery cell assembly such that the battery electronics assembly in the assembled state of the two-voltage battery is attached to the battery cell assembly, wherein the battery electronics module provides power interfaces, which face the battery cell blocks of the battery cell assembly in the assembled state and over which the battery electronics assembly is electrically connected to the battery cell blocks.
  • the particular advantage of the invention is that the entire battery electronics is combined in a single unit and further that the battery cell blocks form a second unit, which can be prefabricated or pre-assembled separately and tested before their final assembly in terms of their functionality.
  • a defect can be detected insofar as the two-voltage battery is completely assembled.
  • a defective unit / component can insofar recognized early and replaced or repaired before the final assembly of the two-voltage battery.
  • the production logistics are simplified, since the battery electronics module can be pre-assembled spatially separated from the battery cell module. The automation of assembly is simplified here.
  • the power interfaces may in this case be designed, for example, in the manner of plug contacts and permit a tool-free connection of the battery cell module to the electronic module or a tool-free disassembly of the modules.
  • the first voltage is provided by a battery cell block or by a parallel connection of battery cell blocks.
  • the second voltage is provided by a series connection of a predetermined number of battery cell blocks.
  • further series connections can be connected in parallel here.
  • the first voltage and the second voltage are provided at two different external terminals of the two-voltage battery with respect to a common ground terminal.
  • the first connection arrangement alone the first voltage is provided at a first external connection
  • the second connection arrangement of the battery cell blocks either the first voltage and the second voltage can be provided at the two external connections at the same time or the second voltage alone at a second external connection.
  • the battery cell blocks are connected, they are either purely serial (in series) or purely parallel or at the same time serial and parallel.
  • further power interfaces are provided as a further part of the battery electronics module, which serve the two-voltage battery with an external electrical load connect to.
  • the two-voltage battery can be connected via the further power interfaces with a vehicle electrical system of a vehicle and feed a plurality of electrical consumers.
  • the power interfaces for the battery cell blocks and the other power interfaces may be provided on opposite sides of the battery electronics package. It is then ensured good accessibility of the other power interfaces even in the assembled state of the two-voltage battery. In this case, the power interfaces for the battery cell blocks can be realized on the inside and arranged protected in the housing. In addition, a wrong assembly or malfunction of the two-voltage battery is prevented.
  • the battery electronics module provides a common circuit carrier for all power switching elements and for the power interfaces, which are designed to connect the battery electronics assembly with the battery cell blocks of the battery cell assembly.
  • the further power interfaces can furthermore be formed on the circuit carrier.
  • the assembly of the dual-voltage battery is simplified by the provision of a single common circuit carrier for the entire battery electronics. A distributed arrangement of the battery electronics on a plurality of circuit carriers and the associated increased logistical and assembly-technical complexity can be avoided with this advantageous realization of the invention.
  • a cell monitoring circuit is provided as part of the battery electronics module, which is designed to perform a functional test or a functional check for the battery cell blocks in the first connection arrangement or in the second connection arrangement.
  • the cell monitoring circuit can preferably be arranged on the common circuit carrier of the battery electronics module. It is realized spatially separated from the battery cell unit with the result that the modularity of the two-voltage battery with respect to the battery On the other hand, the electronics on the one hand and the battery cells on the other hand also in the realization of the cell monitoring circuit is maintained.
  • a cooling module is provided between the battery electronic assembly and the battery cell assembly in the assembled state of the two-voltage battery.
  • the cooling module is preferably used for cooling the battery electronics assembly and the battery cell assembly alike.
  • the cooling can take place actively, for example via fans or fluidically.
  • passive cooling may be provided via a heat sink with heat delivery surfaces.
  • the passive cooling cooling fins are provided to further improve the cooling effect.
  • the multi-part housing of the two-voltage battery provides an upper housing part, which is designed to receive the battery electronics module.
  • the battery electronics module can be pre-assembled in this respect and then be inserted into the upper housing part.
  • a fixing of the battery electronics module in the housing upper part can optionally take place via separately formed fastening components, for example a frame component assigned to the multi-part housing.
  • the battery electronics module can be locked or screwed in the upper housing part.
  • the battery electronics module can in any case be formed in sections potted.
  • the encapsulation in the area of the power switching elements or the cell monitoring circuit can be realized. It is preferably provided that in any case the power interfaces for connection to the battery cell blocks and optionally the other power interfaces are led out of the potting.
  • the encapsulation provides mechanical protection for the battery electronics.
  • An encapsulation of individual components of the battery electronics can be avoided insofar.
  • the potting may be made for the battery electronics assembly, after the battery electronics module is inserted into the housing of the two-voltage battery and preferably in the upper housing part.
  • the multi-part housing provides a lower housing part, which covers the battery cell assembly in the mounted state on a battery electronics module opposite side. It can be very advantageous attached to the lower housing part or inserted into the lower housing part, the battery cell assembly when the lower housing part is recessed in the area to which the battery electronics module is attached.
  • the battery cell assembly can first be attached to the housing lower part and then the battery electronics assembly can be attached to the battery cell assembly.
  • the battery electronics module is already inserted into the upper housing part of the multi-part housing.
  • An encircling wall of the multi-part housing which surrounds the battery cell assembly in the mounted state of the two-voltage battery can be formed as part of the housing upper part or as part of the housing lower part and can provide a connection geometry for connecting the housing parts.
  • the wall can be realized as a separately executed part of the multi-part housing.
  • the invention with the preamble of claim 12 is characterized in that first in a preassembly step on the one power switching elements comprehensive Batterieelektronikbautechnik and on the other a plurality of each group of battery cells having battery cell blocks or a battery cell blocks having battery cell unit prefabricated and that then in a final assembly step, the battery electronics assembly is attached to the battery cell blocks or the battery cell assembly, wherein provided on the battery electronics unit power interfaces are electrically connected to the battery cell blocks.
  • the particular advantage of the invention is that the installation of the two-voltage battery is significantly simplified and the physical separation of the battery electronics from the battery cell blocks or the battery cell assembly, a separate interchangeability with respect to the components is made. In this respect, the repair of the two-voltage battery is improved.
  • a further improvement of the assembly results by the battery electronics module is inserted into a housing upper part of the multi-part housing.
  • the battery electronics assembly is defined in the upper housing part.
  • the fixing is optionally carried out by various routes known to those skilled in the art, for example fastening means such as screws for fixing the battery electronics module in the housing upper part are provided.
  • the Batterieelektronikbautechnik is locked in the upper housing part.
  • separate attachment components are formed in the housing for securing the battery electronics assembly in the housing top.
  • the battery electronics module is surrounded at least in the area of the power switching elements.
  • the potting is made after the battery electronics assembly is inserted into the housing top.
  • a determination of the Batterieelektronikbautechnik in the upper housing part can then be made on the potting. For example, this can be formed undercuts between the potting and the housing.
  • an electronic function test for the battery electronics module or a cell function test for the battery cell module and / or the battery cell blocks are carried out after the pre-assembly of the battery electronics module and before the final assembly of the two-voltage battery or after the pre-assembly of the battery cell module and before the final assembly of the two-voltage battery.
  • Defects on the battery electronics module and / or the battery cell blocks and / or the battery cell construction unit can thus be determined before the final assembly of the two-voltage battery.
  • An exchange of the defective component (s) is insofar possible in a simple manner and with little effort.
  • FIG. 1 is an exploded view of a first embodiment of a two-voltage battery according to the invention with a multi-part housing, a Batterieelektronikbautechnik and a battery cell module,
  • FIG. 1 the two-voltage battery according to FIG. 1, the battery electronics assembly being arranged in an upper housing part of the multi-part housing, FIG.
  • FIG. 3 shows the two-voltage battery according to FIG. 2, wherein the battery electronics module is fixed via a fastening component of the multi-part housing in the housing upper part, FIG.
  • Fig. 4 shows a second embodiment of the invention, which is an additional
  • Cooling module provides and
  • a two-voltage battery according to a first embodiment according to FIGS. 1 to 3 comprises a multi-part housing with an upper housing part 1 and a lower housing part 2 and a battery electronics designed as a structural unit 3 and a plurality of battery cells 41 combined to form a structural unit 4.
  • a group of battery cells 41 are connected to battery cell blocks.
  • the battery cell blocks are not shown separately in the figures.
  • four battery cells 41 form a battery cell block.
  • the battery electronics module 3 comprises a single common circuit carrier 5 for all electronic components.
  • the battery cell blocks On the common circuit board 5 of the battery electronics module 3 power switching elements are provided, with which the battery cell blocks can be connected or connected in series either serially (in series) and in parallel.
  • a first connection arrangement of the battery cell blocks a first voltage and in a second connection arrangement of the battery cell blocks, the first voltage and a second voltage are provided.
  • the supply of the voltages takes place at not shown external connections of the two-voltage battery with respect to a common ground connection.
  • a plurality of power interfaces 6 for connecting the battery electronics module 3 to the battery cell blocks of the battery cell module 4 are provided on the circuit carrier 5. All power interfaces 6 are provided on one side of the battery electronics module 3 facing the battery cell unit 4 in such a way that, in the installed state, the battery electronics module 3 is electrically conductively connected to the battery cell blocks of the battery cell module 4 via the power interfaces 6.
  • the power interfaces 6 are assigned for this purpose to the battery cell assembly 4 corresponding arranged, not shown electrical contacts.
  • a circuit for cell monitoring as well as further power interfaces are provided on the circuit carrier 5 of the battery electronics module 3.
  • the cell monitoring circuit is designed to perform a functional check for the battery cell blocks in the first connection arrangement and / or in the second connection arrangement.
  • the further power interfaces are preferably arranged on a side of the battery electronics module 3 opposite the power interfaces 6 for the battery cell blocks. They serve to connect the two-voltage battery to an external electrical consumer.
  • the two-voltage battery can be connected via the further power interfaces with a vehicle electrical system and supply a plurality of electrical consumers.
  • the battery cell assembly 4 provides a total of 32 regularly arranged in the form of a 8 x 4 matrix battery cells 41, wherein the battery cells 41 are connected, for example, eight battery cell blocks with four battery cells 41. Furthermore, two carriers 42, 43 assigned to the battery cells 41 or battery cell blocks at opposite end faces are provided. About the support 42, 43, the battery cells 41 and battery cell blocks are held and combined to form the battery cell assembly 4.
  • the battery electronics assembly 3 and the battery cell assembly 4 are manufactured as separate assemblies.
  • the battery electronics module 3 can be prefabricated or preassembled spatially and functionally independently of the battery cell module 4.
  • the battery electronics assembly 3 is inserted into the upper housing part 1 of the multi-part housing of the two-voltage battery and there via a in the manner of a Suge- scaffold (frame component of the housing) trained Fixing component 1 1 fixed.
  • the battery electronics module 3 in the housing upper part 1 in any case in sections, and preferably in the range of power switching elements and the circuit for cell monitoring with a potting to verse- which protects the electronic components against dirt and damage.
  • the battery cell module 4 is inserted into the lower housing part 2.
  • a circumferential wall 7 is provided, which surrounds the battery cell assembly 4 on the shell side.
  • the wall 7 provides a connection geometry for the upper housing part 1 in the region of a free edge facing the upper housing part 1 in the assembled state. For example, the upper housing part 1 is locked to the wall 7.
  • the two-voltage battery additionally provides a cooling module 8.
  • the cooling module 8 serves to cool the battery electronics module 3 and the battery cell assembly 4.
  • the cooling module 8 is provided spatially between the battery electronics module 3 and the battery cell assembly 4. It is encompassed by the multipart housing of the two-voltage battery.
  • the cooling module 8 which is shown schematically in FIG. 4, can be designed to actively cool the battery electronics module 3 and the battery cell module 4.
  • a fan or a cooling fluid circuit may be provided.
  • the cooling module 8 can be used for passive cooling of said structural components 3, 4. In this respect, it may, for example, be designed as a heat sink or have such a heat sink.
  • the battery cell assembly 4 is provided on the housing upper part 1 in the mounted state on the shell side encompassing wall 7.
  • the wall 7 has in the region of the free edge, which faces the housing lower part 2 in the present case, a connection geometry on. With the free edge, the wall 7 is attached to the lower housing part 2, not shown.
  • fixing means such as screws or clips can be provided for securing the battery cell assembly 3 in the housing upper part 1, or the battery electronics assembly 3 is latched in the housing upper part 1 or fixed solely in the housing upper part 1 by encapsulation.
  • the prefabricated Batterieelektronikbautechnik 3 is attached to the battery cell assembly 4 and only then the upper housing part 1 is mounted.
  • a connection of the battery electronics module 3 to the battery cell module 4 preceding determination of the battery electronics module in the housing upper part 1 is therefore not mandatory.
  • the battery cell blocks produced during pre-assembly are directly connected to the battery electronics module 3.
  • individual carriers 42, 43 can be waived so far.
  • the wall 7 can be made split.
  • the wall 7 may be formed as a divided wall, for example, partially on the upper housing part 1 and partially on the lower housing part 2.
  • the wall 7 can be realized as a separate part of the multi-part housing.
  • the wall 7 then preferably has a connection geometry for connecting the wall 7 to the housing upper part 1 and a further connection geometry for connecting the wall 7 with the housing lower part 2.

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Abstract

Zweispannungsbatterie, insbesondere für Fahrzeuge, umfassend eine Mehrzahl von Batteriezellen (41), wobei jeweils eine Gruppe von Batteriezellen (41) zu Batteriezellblöcken verbunden sind, umfassend eine Batterieelektronik mit einer Mehrzahl von Leistungsschaltelementen, welche in einem montierten Zustand der Zweispannungsbatterien angeordnet und ausgebildet sind zum seriellen und/oder parallelen Verbinden jedenfalls einzelner Batteriezellblöcke, wobei in einer ersten Verbindungsanordnung der Batteriezellblöcke eine erste Spannung und wobei in einer zweiten Verbindungsanordnung der Batteriezellblöcke eine zweite Spannung bereitgestellt ist, und umfassend ein mehrteiliges Gehäuse, welches die Batteriezellen (41) und die Batterieelektronik in dem montierten Zustand umfasst, wobei die Batterieelektronik nach Art einer Batterieelektronikbaueinheit (3) bereitgestellt ist und wobei die Batteriezellblöcke eine von der Batterieelektronikbaueinheit (3) getrennte Batteriezellenbaueinheit (4) bilden derart, dass die Batterieelektronikbaueinheit (3) in dem montierten Zustand an die Batteriezellenbaueinheit (4) angesetzt ist, wobei die Batterieelektronikbaueinheit (3) Leistungsschnittstellen (6) vorsieht, welche den Batteriezellblöcken der Batteriezellenbaueinheit (4) im montierten Zustand zugewandt sind und über die die Batterieelektronikbaueinheit (3) mit den Batteriezellblöcken (41) elektrisch leitend verbunden ist.

Description

Zweispannungsbatterie und Montageverfahren hierfür
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Zweispannungsbatterie, insbesondere für Fahrzeuge, umfassend eine Mehrzahl von Batteriezellen, wobei jeweils eine Gruppe von Batteriezellen zu Batteriezellblöcken verbunden sind, umfassend eine Batterieelektronik mit einer Mehrzahl von Leistungsschaltelementen, welche in einem montierten Zustand der Zweispannungsbatterien angeordnet und ausgebildet sind zum seriellen und/oder parallelen Verbinden jedenfalls einzelner Batteriezellblöcke, wobei in einer ersten Verbindungsanordnung der Batteriezellblöcke eine erste Spannung und wobei in einer zweiten Verbindungsanordnung der Batteriezellblöcke eine zweite Spannung bereitgestellt ist, und umfassend ein mehrteiliges Gehäuse, welches die Batteriezellen und die Batterieelektronik in dem montierten Zustand umfasst.
Ferner betrifft die Erfindung ein Montageverfahren für eine Zweispannungsbatterie, umfassend eine Mehrzahl von Batteriezellen, wobei jeweils eine Gruppe von Batteriezellen zu Batteriezellblöcken verbunden werden, umfassend eine Batterieelektronik mit einer Mehrzahl von Leistungsschaltelementen, welche angeordnet und ausgebildet sind zum seriellen und parallelen Verbinden jedenfalls einzelner Batteriezellblöcke, wobei in einer ersten Verbindungsanordnung der Batteriezellblöcke eine erste Spannung und in einer zweiten Verbindungsanordnung der Batteriezellblöcke die erste Spannung und eine zweite Spannung bereitgestellt werden, und umfassend ein mehrteiliges Gehäuse, welches die Batteriezellen und die Batterieelektronik umfasst.
Heute am Markt bekannte Zweispannungsbatterien der gattungsgemäßen Art sehen insbesondere eine funktionale und räumliche Integration der Batterieelektronik und der Batteriezellen beziehungsweise Batteriezellblöcke vor. Die beiden Spannungen der Zweispannungsbatterien werden hierbei insbesondere bezogen auf zwei unterschiedliche Masseanschlüsse bereitgestellt. Es ist hierbei so, dass insbesondere die Leistungsschaltelemente zum wahlweisen seriellen und parallelen Verbinden der Batteriezellen beziehungsweise Batteriezellblöcke räumlich unmittelbar den Batteriezellen beziehungsweise Batteriezellblöcken zugeordnet und verteilt angeordnet sind. Gleiches gilt für die als Teil der Batterieelektronik ausgeführte Schaltung zur Zellüberwachung. Bedingt durch die räumliche Integration ist die Konstruktion der bekannten Zweispannungsbatterien aufwendig und ihre Montage teuer. Insbesondere sind eine separate Vormontage der Batterieelektronik einerseits und der Batteriezellen beziehungsweise Batteriezellblöcke andererseits und demzufolge auch ein Funktionstest für die Batterieelektronik oder die Batteriezellen/ Batteriezellblöcke vor der vollständigen Montage der Zweispannungsbatterie nicht möglich. Weiter können einzelne Komponenten der Zweispannungsbatterie beispielsweise im Rahmen einer Wartung oder Reparatur nicht oder nur mit erheblichem Aufwand ausgetauscht werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es insofern, eine modulare und konstruktiv vereinfachte Zweispannungsbatterie bereitzustellen, welche Vorteile in Bezug auf die Montage, Funktionsprüfung und/oder Wartung bietet.
Zur Lösung der Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieelektronik nach Art einer Batterieelektronikbaueinheit bereitgestellt ist und dass die Batteriezellblöcke eine von der Batterieelektronikbaueinheit räumlich getrennte Batteriezellenbaueinheit bilden derart, dass die Batterieelektronikbaueinheit in dem montierten Zustand der Zweispannungsbatterie an die Batteriezellenbaueinheit angesetzt ist, wobei die Batterieelektronikbaueinheit Leistungsschnittstellen vorsieht, welche den Batteriezellblöcken der Batteriezellenbaueinheit im montierten Zustand zugewandt sind und über die die Batterieelektronikbaueinheit mit den Batteriezellblöcken elektrisch leitend verbunden ist.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die gesamte Batterieelektronik in einer einzigen Baueinheit zusammengefasst ist und dass des Weiteren die Batteriezellblöcke eine zweite Baueinheit bilden, welche separat vorgefertigt beziehungsweise vormontiert und noch vor der Endmontage in Bezug auf ihre Funktionsfähigkeit geprüft werden können. Es kann insofern ein Defekt erkannt werden, bevor die Zweispannungsbatterie vollständig montiert ist. Eine defekte Baueinheit/ Komponente kann insofern frühzeitig erkannt und noch vor der Endmontage der Zweispannungsbatterie ausgetauscht beziehungsweise instandgesetzt werden. Überdies vereinfacht sich die Fertigungslogistik, da die Batterieelektronikbaueinheit räumlich getrennt von der Batteriezellenbaueinheit vormontiert werden kann. Die Automatisierung der Montage vereinfacht sich hierbei. Zudem besteht die Möglichkeit, bei der Wartung eine defekte Batterieelektronikbaueinheit oder eine defekte Batteriezellenbaueinheit mit vergleichsweise wenig Aufwand zu ersetzen. Beispielsweise kann frühzeitig ein Austausch der Batteriezellenbaueinheit insgesamt oder einzelner Batteriezellblöcke erfolgen. Die Leistungsschnittstellen können hierbei beispielsweise nach Art von Steckkontakten ausgebildet sein und ein werkzeugloses Verbinden der Batteriezellenbaueinheit mit der Elektronikbaueinheit beziehungsweise eine werkzeuglose Demontage der Baueinheiten erlauben.
Von der erfindungsgemäßen Zweispannungsbatterie wird in der ersten Verbindungsanordnung die erste Spannung bereitgestellt durch einen Batteriezellblock oder durch eine Parallelschaltung von Batteriezellblöcken. Die zweite Spannung wird bereitgestellt durch einen Reihenschaltung einer vorbestimmten Anzahl von Batteriezellblöcken. Optional können hier weitere Reihenschaltungen parallel geschaltet werden. Bevorzugt werden die erste Spannung und die zweite Spannung an zwei unterschiedlichen Außenanschlüssen der Zweispannungsbatterie bezogen auf einen gemeinsamen Masseanschluss bereitgestellt. Während in der ersten Verbindunganordnung allein die erste Spannung an einem ersten Außenanschluss bereitgestellt ist, können in der zweiten Verbindungsanordnung der Batteriezellblöcke entweder die erste Spannung und die zweite Spannung an den zwei Außenanschlüssen zugleich bereitgestellt sein oder allein die zweite Spannung an einem zweiten Außenanschluss. Die Ver- schaltung der Batteriezellblöcke erfolgt insofern entweder rein serielle (in Reihe) oder rein parallel oder zugleich seriell und parallel.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind als weiterer Teil der Batterieelektronikbaueinheit weitere Leistungsschnittstellen (Außenanschlüsse für die erste Spannung und die zweite Spannung, Masseanschluss) vorgesehen, welche dazu dienen, die Zweispannungsbatterie mit einem externen elektrischen Verbraucher zu verbinden. Insbesondere kann die Zweispannungsbatterie über die weiteren Leistungsschnittstellen mit einem Bordnetz eines Fahrzeugs verbunden werden und eine Vielzahl von elektrischen Verbrauchern speisen. Optional können die Leistungsschnittstellen für die Batteriezellblöcke und die weiteren Leistungsschnittstellen auf einander gegenüberliegenden Seiten der Batterieelektronikbaueinheit vorgesehen werden. Es ist dann eine gute Zugänglichkeit der weiteren Leistungsschnittstellen auch im montierten Zustand der Zweispannungsbatterie gewährleistet. Dabei können die Leistungsschnittstellen für die Batteriezellblöcke innenliegend realisiert und in dem Gehäuse geschützt angeordnet sein. Überdies ist einer Fehlmontage beziehungsweise Fehlfunktion der Zweispannungsbatterie vorgebeugt.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sieht die Batterieelektronikbaueinheit einen gemeinsamen Schaltungsträger für alle Leistungsschaltelemente und für die Leistungsschnittstellen vor, welche ausgebildet sind zum Verbinden der Batterieelektronikbaueinheit mit den Batteriezellblöcken der Batteriezellenbaueinheit. Optional können des Weiteren an den Schaltungsträger die weiteren Leistungsschnittstellen ausgebildet sein. Vorteilhaft vereinfacht sich die Montage der Zweispannungsbatterie durch das Vorsehen eines einzigen gemeinsamen Schaltungsträgers für die gesamte Batterieelektronik. Eine verteilte Anordnung der Batterieelektronik auf einer Mehrzahl von Schaltungsträgern und der damit verbundene erhöhte logistische und montagetechnische Aufwand kann mit dieser vorteilhaften Realisierung der Erfindung vermieden werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist als Teil der Batterieelektronikbaueinheit eine Schaltung zur Zellüberwachung vorgesehen, welche ausgebildet ist zum Durchführen eines Funktionstests beziehungsweise einer Funktionskontrolle für die Batteriezellblöcke in der ersten Verbindungsanordnung beziehungsweise in der zweiten Verbindungsanordnung. Die Schaltung zur Zellüberwachung kann dabei bevorzugt auf dem gemeinsamen Schaltungsträger der Batterieelektronikbaueinheit angeordnet sein. Sie ist insofern räumlich getrennt von der Batteriezellenbaueinheit realisiert mit der Folge, dass die Modularität der Zweispannungsbatterie in Bezug auf die Batterie- elektronik einerseits und die Batteriezellen andererseits auch bei der Realisierung der Zellüberwachungsschaltung beibehalten ist.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist zwischen der Batterieelektronikbaueinheit und der Batteriezellenbaueinheit im montierten Zustand der Zweispannungsbatterie ein Kühlmodul vorgesehen. Das Kühlmodul dient bevorzugt dem Kühlen der Batterieelektronikbaueinheit und der Batteriezellenbaueinheit gleichermaßen. Die Kühlung kann aktiv beispielsweise über Lüfter oder fluidisch erfolgen. Alternativ kann eine passive Kühlung vorgesehen sein über einen Kühlkörper mit Wärmeabgabeflächen. Optional können bei der passiven Kühlung Kühlrippen vorgesehen werden zur weiteren Verbesserung der Kühlwirkung.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sieht das mehrteilige Gehäuse der Zweispannungsbatterie ein Gehäuseoberteil vor, welches ausgebildet ist zur Aufnahme der Batterieelektronikbaueinheit. Die Batterieelektronikbaueinheit kann insofern vormontiert werden und dann in das Gehäuseoberteil eingesetzt werden. Eine Festlegung der Batterieelektronikbaueinheit in dem Gehäuseoberteil kann optional über separat ausgebildete Befestigungskomponenten, beispielsweise eine dem mehrteiligen Gehäuse zugeordneter Rahmenkomponente erfolgen. Optional kann die Batterieelektronikbaueinheit in dem Gehäuseoberteil verrastet oder verschraubt werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann die Batterieelektronikbaueinheit jedenfalls abschnittsweise vergossen ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Verguss im Bereich der Leistungsschaltelemente beziehungsweise der Schaltung zur Zellüberwachung realisiert sein. Bevorzugt ist vorgesehen, dass jedenfalls die Leistungsschnittstellen zum Verbinden mit den Batteriezellblöcken und optional die weiteren Leistungsschnittstellen aus dem Verguss herausgeführt sind. Vorteilhaft bietet der Verguss einen mechanischen Schutz für die Batterieelektronik. Es ist hierbei insbesondere möglich, den Verguss für die Batterieelektronikbaueinheit insgesamt herzustellen, nachdem die Batterieelektronikbaueinheit vollständig vormontiert ist. Ein Verguss einzelner Komponenten der Batterieelektronik kann insofern vermieden werden. Beispielsweise kann der Verguss für die Batterieelektronikbaueinheit hergestellt werden, nachdem die Batterieelektronikbaueinheit in das Gehäuse der Zweispannungsbatterie und bevorzugt in das Gehäuseoberteil eingesetzt ist.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sieht das mehrteilige Gehäuse ein Gehäuseunterteil vor, welches die Batteriezellenbaueinheit im montierten Zustand auf einer der Batterieelektronikbaueinheit gegenüber liegenden Seite überdeckt. Es kann so die Batteriezellenbaueinheit sehr vorteilhaft an das Gehäuseunterteil angesetzt beziehungsweise in das Gehäuseunterteil eingesetzt werden, wenn das Gehäuseunterteil in dem Bereich ausgespart ist, an den die Batterieelektronikbaueinheit angesetzt wird. Insbesondere kann im Zuge der Endmontage der Zweispannungsbatterie zunächst die Batteriezellenbaueinheit an das Gehäuseunterteil angesetzt und dann die Batterieelektronikbaueinheit an die Batteriezellenbaueinheit angesetzt werden. Optional kann hierbei vorgesehen sein, dass die Batterieelektronikbaueinheit bereits in das Gehäuseoberteil des mehrteiligen Gehäuses eingesetzt ist.
Eine die Batteriezellenbaueinheit im montierten Zustand der Zweispannungsbatterie mantelseitig umgreifende, umlaufende Wandung des mehrteiligen Gehäuses kann als Teil des Gehäuseoberteils oder als Teil des Gehäuseunterteils ausgebildet sein und jeweils eine Anschlussgeometrie zur Verbindung der Gehäuseteile bereitstellen. Alternativ kann die Wandung als separat ausgeführter Teil des mehrteiligen Gehäuses realisiert sein.
Zur Lösung der Aufgabe ist die Erfindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 12 dadurch gekennzeichnet, dass zunächst in einem Vormontageschritt zum einen eine die Leistungsschaltelemente umfassende Batterieelektronikbaueinheit und zum anderen eine Mehrzahl von je eine Gruppe von Batteriezellen aufweisende Batteriezellblocke beziehungsweise eine die Batteriezellblöcke aufweisende Batteriezellenbaueinheit vorgefertigt werden und dass dann in einem Endmontageschritt die Batterieelektronikbaueinheit an die Batteriezellenblöcke beziehungsweise die Batteriezellenbaueinheit angesetzt wird, wobei an der Batterieelektronikbaueinheit vorgesehene Leistungsschnittstellen mit den Batteriezellblöcken elektrisch leitend verbunden werden. Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Montage der Zweispannungsbatterie signifikant vereinfacht wird und durch die räumliche Trennung der Batterieelektronik von den Batteriezellblöcken beziehungsweise der Batteriezellenbaueinheit eine separate Austauschbarkeit in Bezug auf die Komponenten hergestellt ist. Insofern wird auch die Instandsetzung der Zweispannungsbatterie verbessert.
Eine weitere Verbesserung der Montage ergibt sich, indem die Batterieelektronikbaueinheit in ein Gehäuseoberteil des mehrteiligen Gehäuses eingesetzt wird. Besonders bevorzugt wird die Batterieelektronikbaueinheit in dem Gehäuseoberteil festgelegt. Die Festlegung erfolgt optional über verschiedene dem Fachmann bekannte Wege, beispielsweise werden Befestigungsmittel wie Schrauben zum Festlegen der Batterieelektronikbaueinheit in dem Gehäuseoberteil vorgesehen. Beispielsweise wird die Batterieelektronikbaueinheit in dem Gehäuseoberteil verrastet. Beispielsweise sind separate Befestigungskomponenten in dem Gehäuse ausgebildet zum Festlegen der Batterieelektronikbaueinheit in dem Gehäuseoberteil.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Batterieelektronikbaueinheit jedenfalls im Bereich der Leistungsschaltelemente umgössen wird. Bevorzugt wird der Verguss hergestellt, nachdem die Batterieelektronikbaueinheit in das Gehäuseoberteil eingesetzt ist. Eine Festlegung der Batterieelektronikbaueinheit in dem Gehäuseoberteil kann dann auch über den Verguss hergestellt werden. Beispielsweise können hierzu Hinterschnitte zwischen dem Verguss und dem Gehäuse ausgebildet sein.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung werden nach der Vormontage der Batterieelektronikbaueinheit und vor der Endmontage der Zweispannungsbatterie beziehungsweise nach der Vormontage der Batteriezellblöcke/ Batteriezellenbaueinheit und vor der Endmontage der Zweispannungsbatterie ein Elektronikfunktionstest für die Batterieelektronikbaueinheit beziehungsweise ein Zellfunktionstest für die Batteriezellenbaueinheit und/oder die Batteriezellblöcke durchgeführt. Defekte an der Batterieelektronikbaueinheit und/oder den Batteriezellblöcken und/oder der Batteriezellenbau- einheit können so vor der Endmontage der Zweispannungsbatterie festgestellt werden. Ein Austausch der defekten Komponente(n) ist insofern in einfacher Weise und mit wenig Aufwand möglich.
Aus den weiteren Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung sind weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung zu entnehmen. Dort erwähnte Merkmale können jeweils einzeln für sich oder auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Erfindungsgemäß beschriebene Merkmale und Details Zweispannungsbatterie gelten selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Montageverfahren und umgekehrt. So kann auf die Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen werden. Die Zeichnungen dienen lediglich beispielhaft der Klarstellung der Erfindung und haben keinen einschränkenden Charakter.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Explosionsdarstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zweispannungsbatterie mit einem mehrteiligen Gehäuse, eine Batterieelektronikbaueinheit und eine Batteriezellenbaueinheit,
Fig. 2 die Zweispannungsbatterie nach Fig. 1 , wobei die Batterieelektronikbaueinheit in einem Gehäuseoberteil des mehrteiligen Gehäuses angeordnet ist,
Fig. 3 die Zweispannungsbatterie nach Fig. 2, wobei die Batterieelektronikbaueinheit über eine Befestigungskomponente des mehrteiligen Gehäuses in dem Gehäuseoberteil festgelegt ist,
Fig. 4 eine zweite Ausführungsform der Erfindung, welches ein zusätzliches
Kühlmodul vorsieht und
Fig. 5 eine dritte Ausführungsform der Erfindung mit einem modifiziert ausgebil- deten Gehäuseoberteil.
Eine erfindungsgemäße Zweispannungsbatterie nach einer ersten Ausführungsform gemäß der Fig. 1 bis 3 umfasst ein mehrteiliges Gehäuse mit einem Gehäuseoberteil 1 und mit einem Gehäuseunterteil 2 sowie eine als Baueinheit 3 ausgeführte Batterieelektronik und einer zu einer Baueinheit 4 zusammengefassten Mehrzahl von Batteriezellen 41 . Jeweils sind eine Gruppe von Batteriezellen 41 zu Batteriezellblöcken verbunden. Die Batteriezellblöcke sind in den Fig. nicht separat dargestellt. Beispielsweise bilden vier Batteriezellen 41 einen Batteriezellblock. Die Batterieelektronikbaueinheit 3 umfasst einen einzigen gemeinsamen Schaltungsträger 5 für alle Elektronikkomponenten.
An dem gemeinsamen Schaltungsträger 5 der Batterieelektronikbaueinheit 3 sind Leistungsschaltelemente vorgesehen, mit denen die Batteriezellblöcke wahlweise seriell (in Reihe) und parallel verbunden beziehungsweise verschaltet werden können. Hierbei sind in einer ersten Verbindungsanordnung der Batteriezellblöcke eine erste Spannung und in einer zweiten Verbindungsanordnung der Batteriezellblöcke die erste Spannung und eine zweite Spannung bereitgestellt. Die Bereitstellung der Spannungen erfolgt an nicht dargestellten Außenanschlüssen der Zweispannungsbatterie bezogen auf einen gemeinsamen Masseanschluss.
Ferner ist an dem Schaltungsträger 5 eine Mehrzahl von Leistungsschnittstellen 6 zum Verbinden der Batterieelektronikbaueinheit 3 mit den Batteriezellblöcken der Batteriezellenbaueinheit 4 vorgesehen. Alle Leistungsschnittstellen 6 sind an einer der Batteriezellenbaueinheit 4 zugewandten Seite der Batterieelektronikbaueinheit 3 so vorgesehen, dass im montierten Zustand die Batterieelektronikbaueinheit 3 über die Leistungsschnittstellen 6 elektrisch leitend mit den Batteriezellblöcken der Batteriezellenbaueinheit 4 verbunden ist. Den Leistungsschnittstellen 6 sind hierzu an der Batteriezellenbaueinheit 4 korrespondierend angeordnete, nicht dargestellte elektrische Kontakte zugeordnet. An dem Schaltungsträger 5 der Batterieelektronikbaueinheit 3 sind des Weiteren eine Schaltung zur Zellüberwachung sowie weitere, nicht dargestellte Leistungsschnittstellen (Außenanschlüsse, Masseanschluss) vorgesehen. Die Schaltung zur Zellüberwachung ist ausgebildet zum Durchführen einer Funktionskontrolle für die Batteriezellblöcke in der ersten Verbindungsanordnung und/oder in der zweiten Verbindungsanordnung. Die weiteren Leistungsschnittstellen sind bevorzugt auf einer den Leistungsschnittstellen 6 für die Batteriezellblöcke gegenüberliegenden Seite der Batterieelektronikbaueinheit 3 angeordnet. Sie dienen dazu, die Zweispannungsbatterie mit einem externen elektrischen Verbraucher zu verbinden. Insbesondere kann die Zweispannungsbatterie über die weiteren Leistungsschnittstellen mit einem Fahrzeugbordnetz verbunden werden und eine Vielzahl von elektrischen Verbrauchern versorgen.
Die Batteriezellenbaueinheit 4 sieht insgesamt 32 regelmäßig in Form einer 8 x 4- Matrix angeordnete Batteriezellen 41 vor, wobei die Batteriezellen 41 beispielsweise zu acht Batteriezellblöcken mit jeweils vier Batteriezellen 41 verbunden sind. Weiter sind zwei den Batteriezellen 41 beziehungsweise Batteriezellblöcken an gegenüberliegenden Stirnseiten zugeordnete Träger 42, 43 vorgesehen. Über die Träger 42, 43 sind die Batteriezellen 41 beziehungsweise Batteriezellblöcke gehalten und zu der Batteriezellenbaueinheit 4 zusammengefasst sind.
Erfindungsgemäß sind die Batterieelektronikbaueinheit 3 und die Batteriezellenbaueinheit 4 als getrennte Baueinheiten hergestellt. Die Batterieelektronikbaueinheit 3 kann insofern räumlich und funktional unabhängig von der Batteriezellenbaueinheit 4 vorgefertigt beziehungsweise vormontiert werden. Im Zuge der Endmontage, welche insbesondere in zwei Zwischenschritten in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, wird die Batterieelektronikbaueinheit 3 in das Gehäuseoberteil 1 des mehrteiligen Gehäuses der Zweispannungsbatterie eingesetzt und dort über einen nach Art eines Trägerge- rüsts (Rahmenkomponente des Gehäuses) ausgebildete Befestigungskomponente 1 1 fixiert. Optional kann vorgesehen sein, die Batterieelektronikbaueinheit 3 in dem Gehäuseoberteil 1 jedenfalls abschnittsweise und bevorzugt im Bereich der Leistungsschaltelemente und der Schaltung zur Zellüberwachung mit einem Verguss zu verse- hen, welcher die Elektronikkomponenten vor Verschmutzung und Beschädigung schützt.
Nach dem Festlegen der Batterieelektronikbaueinheit 3 in dem Gehäuseoberteil 1 wird die Batteriezellenbaueinheit 4 in das Gehäuseunterteil 2 eingesetzt. An dem Gehäuseunterteil 2, welches die Batteriezellenbaueinheit 4 auf einer im montierten Zustand der Batterieelektronikbaueinheit 3 gegenüberliegenden Unterseite überdeckt, ist eine umlaufende Wandung 7 vorgesehen, welche die Batteriezellenbaueinheit 4 mantelsei- tig umgreift. Die Wandung 7 stellt im Bereich eines freien, im montierten Zustand dem Gehäuseoberteil 1 zugewandten Rands eine Anschlussgeometrie für das Gehäuseoberteil 1 bereit. Beispielsweise wird das Gehäuseoberteil 1 mit der Wandung 7 verrastet.
Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 4 sieht die Zweispannungsbatterie zusätzlich ein Kühlmodul 8 vor. Das Kühlmodul 8 dient zur Kühlung der Batterieelektronikbaueinheit 3 und der Batteriezellenbaueinheit 4. Das Kühlmodul 8 ist räumlich zwischen der Batterieelektronikbaueinheit 3 und der Batteriezellenbaueinheit 4 vorgesehen. Es ist von dem mehrteiligen Gehäuse der Zweispannungsbatterie umgriffen.
Das Kühlmodul 8, welches in Fig. 4 schematisch dargestellt ist, kann zur aktiven Kühlung der Batterieelektronikbaueinheit 3 und der Batteriezellenbaueinheit 4 ausgebildet sein. Zu diesem Zweck kann beispielsweise ein Lüfter oder ein Kühlfluidkreislauf vorgesehen sein. Ebenso kann das Kühlmodul 8 zur passiven Kühlung der genannten Baukomponenten 3, 4 dienen. Es kann insofern beispielsweise als Kühlkörper ausgebildet sein oder einen solchen aufweisen.
Nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 5 ist die Batteriezellenbaueinheit 4 im montierten Zustand mantelseitig umgreifende Wandung 7 an dem Gehäuseoberteil 1 vorgesehen. Die Wandung 7 weist im Bereich des freien Rands, welcher im vorliegenden Fall dem Gehäuseunterteil 2 zugewandt ist, eine Anschluss- geometrie auf. Mit dem freien Rand wird die Wandung 7 an das nicht dargestellte Gehäuseunterteil 2 angesetzt.
Die in den Figuren dargestellten Beispiele der Zweispannungsbatterie beschreiben die Erfindung lediglich exemplarisch. Der Fachmann wird weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Zweispannungsbatterie unter Beibehaltung des Kerns der Erfindung, nämlich der Realisierung der Batterieelektronik in einer ersten gemeinsamen Baueinheit und dem Verbinden der Batteriezellen zu einer gemeinsamen Batteriezellenbaueinheit, auffinden.
Beispielsweise können zur Festlegung der Batteriezellenbaueinheit 3 in dem Gehäuseoberteil 1 Verbindungsmittel wie Schrauben oder Klipps vorgesehen werden oder die Batterieelektronikbaueinheit 3 wird in dem Gehäuseoberteil 1 verrastet beziehungsweise allein durch den Verguss in den Gehäuseoberteil 1 festgelegt.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass im Zuge der Endmontage die vorgefertigte Batterieelektronikbaueinheit 3 an die Batteriezellenbaueinheit 4 angesetzt wird und erst dann das Gehäuseoberteil 1 montiert wird. Eine der Verbindung der Batterieelektronikbaueinheit 3 mit der Batteriezellenbaueinheit 4 vorangehende Festlegung der Batterieelektronikbaueinheit in dem Gehäuseoberteil 1 ist daher nicht zwingend.
Beispielsweise kann vorgesehen werden, dass die im Rahmen der Vormontage hergestellten Batteriezellblöcke unmittelbar mit der Batterieelektronikbaueinheit 3 verbunden werden. Auf jedenfalls einzelne Träger 42, 43 kann insofern verzichtet werden.
Beispielsweise kann die Wandung 7 geteilt ausgeführt sein. Die Wandung 7 kann als geteilte Wandung beispielsweise teilweise an dem Gehäuseoberteil 1 und teilweise an dem Gehäuseunterteil 2 ausgebildet sein. Ebenso kann die Wandung 7 als separater Teil des mehrteiligen Gehäuses realisiert sein. Die Wandung 7 weist dann bevorzugt eine Anschlussgeometrie zur Verbindung der Wandung 7 mit dem Gehäuseoberteil 1 und eine weitere Anschlussgeometrie zur Verbindung der Wandung 7 mit dem Gehäuseunterteil 2 auf.
Gleiche Bauteile und Bauteilfunktionen sind durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.
Bezugszeichenliste
1 Gehäuseoberteil
2 Gehäuseunterteil
3 Batterieelektronikbaueinheit
4 Batteriezellenbaueinheit
5 Schaltungsträger
6 Leistungsschnittstelle
7 Wandung
8 Kühlmodul
1 1 Befestigungskomponente
41 Batteriezelle
42 Träger
43 Träger

Claims

Patentansprüche
1 . Zweispannungsbatterie, insbesondere für Fahrzeuge, umfassend eine Mehrzahl von Batteriezellen (41 ), wobei jeweils eine Gruppe von Batteriezellen (41 ) zu Batteriezellblöcken verbunden sind, umfassend eine Batterieelektronik mit einer Mehrzahl von Leistungsschaltelementen, welche in einem montierten Zustand der Zweispannungsbatterien angeordnet und ausgebildet sind zum seriellen und/oder parallelen Verbinden jedenfalls einzelner Batteriezellblöcke, wobei in einer ersten Verbindungsanordnung der Batteriezellblöcke eine erste Spannung und wobei in einer zweiten Verbindungsanordnung der Batteriezellblöcke eine zweite Spannung bereitgestellt ist, und umfassend ein mehrteiliges Gehäuse, welches die Batteriezellen (41 ) und die Batterieelektronik in dem montierten Zustand umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieelektronik nach Art einer Batterieelektronikbaueinheit (3) bereitgestellt ist und dass die Batteriezellblöcke eine von der Batterieelektronikbaueinheit (3) getrennte Batteriezellenbaueinheit (4) bilden derart, dass die Batterieelektronikbaueinheit (3) in dem montierten Zustand an die Batteriezellenbaueinheit (4) angesetzt ist, wobei die Batterieelektronikbaueinheit (3) Leistungsschnittstellen (6) vorsieht, welche den Batteriezellblöcken der Batteriezellenbaueinheit (4) im montierten Zustand zugewandt sind und über die die Batterieelektronikbaueinheit (3) mit den Batteriezellblöcken elektrisch leitend verbunden ist.
2. Zweispannungsbatterie nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Batterieelektronikbaueinheit (3) zusätzlich zu den Leistungsschnittstellen (6) für die Batteriezellblöcke weitere Leistungsschnittstellen vorsieht, welche ausgebildet sind zum Verbinden der Zweispannungsbatterie mit einem externen elektrischen Verbraucher und/oder einem Bordnetz.
3. Zweispannungsbatterie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsschnittstellen (6) für die Batteriezellblöcke und die weiteren Leistungsschnittstellen auf einander gegenüberliegenden Seiten der Batterieelektronikbaueinheit (3) vorgesehen sind.
Zweispannungsbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieelektronikbaueinheit (3) einen gemeinsamen Schaltungsträger (5) für die Leistungsschaltelemente und die Leistungsschnittstellen (6) für die Batteriezellblöcke und optional für die weiteren Leistungsschnittstellen vorsieht.
Zweispannungsbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Teil der Batterieelektronikbaueinheit (3) eine Schaltung zur Zellüberwachung vorgesehen ist, welche ausgebildet ist zum Durchführen einer Funktionskontrolle für die Batteriezellblöcke in der ersten Verbindungsanordnung und/oder in der zweiten Verbindungsanordnung.
Zweispannungsbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Batterieelektronikbaueinheit (3) und der Batteriezellenbaueinheit (4) im montierten Zustand ein Kühlmodul (8) angeordnet ist, welches ausgebildet ist zum aktiven oder passiven Kühlen der Batterieelektronikbaueinheit (3) und der Batteriezellenbaueinheit (4).
Zweispannungsbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieelektronikbaueinheit (3) jedenfalls abschnittsweise und bevorzugt wenigstens im Bereich der Leistungsschaltelemente und/oder der Schaltung zur Zellüberwachung vergossen ausgeführt ist.
Zweispannungsbatterie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieelektronikbaueinheit (3) derart vergossen ausgebildet ist, dass allein die Leistungsschnittstellen (6) zum Verbinden mit den Batteriezellblöcken und optional die weiteren Leistungsschnittstellen aus dem Verguss herausgeführt sind.
9. Zweispannungsbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mehrteilige Gehäuse ein Gehäuseoberteil (1 ) vorsieht, in dem in dem montierten Zustand die Batterieelektronikbaueinheit (3) vorgesehen ist, wobei optional eine Befestigungskomponente (1 1 ) vorgesehen ist zum Festlegen der Batterieelektronikbaugruppe (3) in dem Gehäuseoberteil (1 ), und/oder dass das mehrteilige Gehäuse ein Gehäuseunterteil (2) vorsieht, welches die Batteriezellenbaueinheit (4) im montierten Zustand jedenfalls auf einer der Batterieelektronikbaueinheit (3) gegenüberliegenden Seite überdeckt.
10. Zweispannungsbatterie nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die
Batteriezellenbaueinheit (4) in dem montierten Zustand mantelseitig von einer umlaufenden Wandung (7) umgeben ist und/oder dass die Wandung (7) von dem Gehäuseoberteil (1 ) in Richtung des Gehäuseunterteils (2) oder von dem Gehäuseunterteil (2) in Richtung des Gehäuseoberteils (1 ) abragt.
1 1 . Zweispannungsbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Verbindungsanordnung der Batteriezellblöcke zusätzlich zu der zweiten Spannung auch die erste Spannung bereitgestellt ist.
12. Zweispannungsbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Spannung an einem ersten Außenanschluss der Zweispannungsbatterie und dass die zweite Spannung an einem zweiten Außenanschluss der Zweispannungsbatterie bereitgestellt ist.
13. Zweispannungsbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Spannung und die zweite Spannung bezogen auf einen für beide Spannungen gleichen Masseanschluss bereitgestellt sind.
14. Montageverfahren für eine Zweispannungsbatterie, insbesondere für eine Zweispannungsbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 13, umfassend eine Mehrzahl von Batteriezellen (41 ), wobei jeweils eine Gruppe von Batteriezellen (41 ) zu Batteriezellblöcken verbunden werden, umfassend eine Batterieelektronik mit einer Mehrzahl von Leistungsschaltelementen, welche angeordnet und ausgebildet sind zum seriellen und parallelen Verbinden jedenfalls einzelner Batteriezellblöcke, wobei in einer ersten Verbindungsanordnung der Batteriezellblöcke eine erste Spannung und in einer zweiten Verbindungsanordnung der Batteriezellblöcke die erste Spannung und eine zweite Spannung bereitgestellt werden, und umfassend ein mehrteiliges Gehäuse, welches die Batteriezellen (41 ) und die Batterieelektronik umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst in einem Vormontageschritt zum einen eine die Leistungsschaltelemente umfassende Batterieelektronikbaueinheit (3) und zum anderen eine Mehrzahl von je eine Gruppe von Batteriezellen (41 ) aufweisende Batteriezellblöcken und/oder eine die Mehrzahl von Batteriezellblöcken aufweisende Batteriezellenbaueinheit (4) vorgefertigt werden und dass dann in einem Endmontageschritt die vorgefertigten Batteriezellblöcke und/oder die vorgefertigte Batterieelektronikbaueinheit (3) an die vorgefertigte Batteriezellenbaueinheit (4) angesetzt wird, wobei an der Batterieelektronikbaueinheit (3) vorgesehene Leistungsschnittstellen (6) mit den Batteriezellblöcken elektrisch leitend verbunden werden.
15. Montageverfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die
Batterieelektronikbaueinheit (3) in ein Gehäuseoberteil (1 ) des mehrteiligen Gehäuses eingesetzt wird, wobei die Batterieelektronikbaueinheit (3) bevorzugt in dem Gehäuseoberteil (1 ) festgelegt wird, und dass dann die Batterieelektronikbaueinheit (3) mit den Batteriezellblöcken und/oder der Batteriezellenbaueinheit (4) verbunden wird.
1 6. Montageverfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieelektronikbaueinheit (2) mit den Leistungsschaltelementen jedenfalls abschnittsweise umgössen wird. Montageverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der Batteriezellblöcke und/oder die Batteriezellenbaueinheit (4) vor dem Verbinden mit der Batterieelektronikbaueinheit (3) an einem Gehäuseunterteil (2) des mehrteiligen Gehäuses angesetzt werden, wobei das Gehäuseunterteil (2) die Batteriezellenbaueinheit (4) jedenfalls an einer der Batterieelektronikbaueinheit (3) im montierten Zustand gegenüberliegenden Unterseite überdeckt.
Montageverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Vormontageschritt und vor dem Endmontageschritt ein Elektronikfunktionstest für die Batterieelektronikbaueinheit (3) und/oder ein Zellfunktionstest für die Batteriezellenbaueinheit (4) durchgeführt werden.
Montageverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Verbindungsanordnung der Batteriezellblöcke die erste Spannung und die zweite Spannung bezogen auf einen für beide Spannungen gleichen Masseanschluss bereitgestellt werden.
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