WO2023222535A1 - Battery for a motor vehicle, and motor vehicle - Google Patents

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WO2023222535A1
WO2023222535A1 PCT/EP2023/062733 EP2023062733W WO2023222535A1 WO 2023222535 A1 WO2023222535 A1 WO 2023222535A1 EP 2023062733 W EP2023062733 W EP 2023062733W WO 2023222535 A1 WO2023222535 A1 WO 2023222535A1
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storage module
battery
motor vehicle
energy storage
energy
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PCT/EP2023/062733
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Hans-Peter Lahey
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Next.E.Go Mobile SE
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Publication date
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    • B60L58/27—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by heating

Definitions

  • the invention relates to a battery, in particular a traction battery, for a motor vehicle.
  • the invention relates to a motor vehicle, in particular a passenger car, which is equipped or equipped with such a battery.
  • the invention relates to a method for charging such a battery.
  • one of the challenges is to temper a motor vehicle battery for particularly efficient operation (i.e. charging and discharging operation), i.e. to a particularly advantageous one To bring the operating temperature and/or to keep it at the operating temperature.
  • a particularly efficient operation i.e. charging and discharging operation
  • there is a need to cool the motor vehicle battery on the one hand for example in summer or when used in areas with a particularly hot climate, and on the other hand to warm it, for example in winter or .when used in areas with a particularly cold climate.
  • the battery can only be discharged with a particularly low efficiency (for example in a ferry operation of the motor vehicle) and can only be charged with a particularly low efficiency (for example on the charger or in a recuperation operation of the motor vehicle).
  • battery cells of the battery are subject to increased wear if they are discharged/charged while the battery is not at the desired operating temperature.
  • a need for cooling for the battery also results from the fact that the battery cells give off heat during charging or discharging.
  • a battery i.e. an accumulator or a secondary battery, is proposed for a motor vehicle.
  • the battery has a first electrical storage module and a second electrical storage module.
  • the first electrical storage module is set up to be electrically connected to the vehicle's electrical system in a stationary manner in the motor vehicle. Since the battery forms a component of the electrically driven motor vehicle when the battery is in the intended installation position, the on-board electrical system and the first storage module are electrically contacted with one another as soon as the battery is integrated into the motor vehicle in the intended installation position and electrically contacted with its on-board electrical system is. The battery is therefore designed to provide electrical operating energy for the motor vehicle to the on-board electrical system when installed in the intended position. In addition, in its intended installation position, the battery is set up to absorb electrical energy in the recuperation mode of the motor vehicle.
  • the battery further has a temperature control device which has a first temperature control branch for temperature control - that is, for cooling and/or for heating - of the first storage module.
  • the temperature control device in particular has a cooling fluid supply unit, for example a cooling fluid pump, as well as a pipe and/or hose system through which a cooling fluid circuit is formed, into which the cooling fluid supply unit is integrated.
  • a cooling fluid for example a coolant
  • a cooling fluid is pumped through the cooling fluid circuit by means of the cooling fluid supply unit or by means of the cooling fluid pump, with heat being transported away from the first storage module on the first temperature control branch.
  • the temperature control device can be used to heat the first storage module, heat then being transported to the first storage module by means of the cooling fluid circulating through the cooling fluid circuit. Overall, the temperature control device is therefore set up to bring the first storage module to an advantageous operating temperature at which the electrical discharging and electrical charging of the first storage module take place particularly efficiently. It is further provided that the battery is adjustable between a coupling state in which the storage modules are electrically - and in particular mechanically - coupled to one another, and a decoupling state in which the storage modules are electrically - and in particular mechanically - decoupled from one another.
  • the battery can be adjusted to the coupling state, for example, by inserting the second storage module into a storage module receptacle that corresponds to the second storage module. It is conceivable that by inserting the second memory module into its memory module receptacle, whereby the memory modules are mechanically coupled to one another, the memory modules are electrically connected to one another. Accordingly, the battery can be adjusted to the decoupling state by removing or removing the second storage module from the storage module receptacle. This means that the second storage module in particular forms a portion of the battery that can be removed from the remaining battery.
  • the second storage module has a charging device via which it can be electrically charged in the decoupling state of the battery, that is, separately from the first storage module.
  • a charging device via which it can be electrically charged in the decoupling state of the battery, that is, separately from the first storage module.
  • the charger is in particular designed to charge the second storage module particularly slowly and therefore gently, so that it is not absolutely necessary to control the temperature of the second storage module during charging.
  • the second storage element can be removed from the battery or out can be removed (mechanically) from the motor vehicle, whereby the second memory module is mechanically and electrically decoupled from the first memory module permanently installed in the motor vehicle.
  • the second storage module can then be separately electrically charged away from the motor vehicle or away from the battery, for example at the workplace of a user of the battery or the motor vehicle equipped with the battery.
  • the second memory module can be loaded preferably done during the user's working hours.
  • the user therefore has the opportunity to at least partially charge the battery by charging the second storage module while the motor vehicle is not being driven anyway.
  • the user can electrically charge the second storage module during his working time to such an extent that the motor vehicle, when the storage modules are coupled to one another, provides a purely electric driving range that is sufficient to drive to the user's home address.
  • the user can repeat the process in the same way by setting the battery to the decoupling state and charging the second storage module at home, for example overnight.
  • a route between the user's home address and the workplace only takes place using an amount of energy stored in the second storage module.
  • the first storage module which can be a main battery module of the battery, is protected because it is subjected to far fewer charging cycles than the second storage module. For example, it can be provided that the first memory module is only fully charged if the intention is to travel a particularly long distance with the motor vehicle.
  • the temperature control device for temperature control of the second storage module has a second temperature control branch.
  • the second temperature control branch can, for example, be integrated into the second storage module.
  • the second temperature control branch remains in the second storage module when the battery is coupled and when the battery is uncoupled.
  • the second temperature control branch is then decoupled from the remaining temperature control device, in particular from the cooling fluid supply unit of the temperature control unit.
  • the second temperature control branch remains coupled to the cooling fluid supply unit in the coupling state and in the decoupling state, the second storage module and the second temperature control branch then being decoupled from one another when the battery is moved to the decoupling state.
  • the temperature control device has a particularly simple structure if - as provided in an alternative embodiment of the battery - the second storage module is free of the temperature control device. This means that no temperature control branch of the temperature control device interacts with the second storage module. This results in a particularly simple structure or a particularly simple construction of the second storage module, since there is no need for means for coupling the second storage module to the temperature control device.
  • the second storage module is set up in such a way that it does not need to be actively cooled during normal operation.
  • the charging device is configured for particularly gentle charging of the first storage module, so that when charging the first storage module using the charging device, energy storage units of the first storage module, in particular battery cells, release heat to only a particularly small extent.
  • the battery has an operating mode in which, in the coupling state - that is, when storage modules are at least electrically coupled to one another - the first storage module is supplied with electrical charging energy from the second storage module.
  • the first memory module is electrically charged using the second memory module. This means that the electrical energy stored in the second storage module is used for driving the motor vehicle by at least partially transferring the amount of energy stored in the second storage module into the first storage module, in which case the consumer or the electric drive machine of the motor vehicle is driven.
  • the battery is put into the coupling state by electrically coupling the storage modules to one another, it is in particular provided that the first storage module is brought to the preferred operating temperature by means of the temperature control device, so that the charging of the first storage module takes place particularly efficiently.
  • the second storage module is designed as an energy storage module and the first storage module is designed as a power storage module.
  • the power storage module - i.e. the first electrical storage module - has a lower electrical energy density and a higher electrical power density than the energy storage module - i.e. than the second electrical see memory module - has.
  • the energy storage module (the second electrical storage module) has a higher electrical energy density and a lower electrical power density than the power storage module (the first electrical storage module).
  • first electrical storage module and “power storage module” are used synonymously here.
  • the terms “second electrical storage module” and “energy storage module” are used synonymously.
  • the energy storage module or the second electrical storage module has energy storage units which are designed, for example, as a respective secondary battery cell, in particular as lithium iron phosphate battery cells.
  • the power storage module or the first electrical storage module has other energy storage units, for example lithium-nickel-manganese-cobalt oxide battery cells and/or an electrical supercapacitor or more supercapacitors.
  • the battery for the motor vehicle described here is a so-called cell mix battery, which has the advantage that the battery can be designed to be particularly mass and space efficient and is still able to provide high electrical power and /or to record.
  • the recuperation efficiency of a motor vehicle equipped with such a battery is particularly high, which has an advantageous effect on the range that can be achieved purely electrically, especially when driving such a motor vehicle in stop-and-go traffic, for example in a city.
  • the electrical energy stored in the second storage module energy storage module
  • the first storage module power storage module
  • a particularly high power can be used to drive or accelerate the motor vehicle, since the power storage module is designed to emit and/or absorb a higher electrical power than the energy storage module due to its lower electrical energy density and its higher electrical power density.
  • the energy storage module has a higher electrical energy density and a lower electrical power density than the power storage module, there is no need to actively cool it when the energy storage module is operated as intended.
  • its energy storage module has a certain number of energy storage units, for example battery cells, with a mass of the energy storage module not exceeding a predetermined mass limit value.
  • a volume of the energy storage module does not exceed a predetermined volume limit.
  • the energy storage module is designed in such a way that a predefined value is created by means of the energy storage module. given amount of electrical energy can be stored.
  • the mass limit value and/or the volume limit value result, for example, from boundary conditions that are predetermined due to packaging when producing and/or designing the battery or a motor vehicle having the battery.
  • the mass limit is 10 kilograms or less and/or that the volume limit is 20 liters or less.
  • For contacting the energy storage module with the power storage module and for decoupling the energy storage module from the power storage module for example for removing/lifting the energy storage module out of the motor vehicle or for inserting the energy storage module into the motor vehicle, there is no aid (i.e. no Lifting equipment such as a crane, etc.) is required, and multiple people are not required to lift or handle the energy storage module.
  • the number of energy storage units or battery cells of the energy storage module is determined such that, taking into account the expected energy consumption of the motor vehicle that is equipped with the battery, the predetermined amount of energy stored in the energy storage module is utilized a specified minimum distance can be traveled.
  • the predetermined amount of energy is dimensioned such that the motor vehicle can be driven purely electrically over the minimum distance, for example between the user's workplace and home address, using only the amount of energy stored in the energy storage module.
  • the minimum route length is, for example, 25 kilometers or more.
  • the number of energy storage units of the energy storage module is determined such that the power storage module is charged by means of the energy storage module to such an extent that the motor vehicle can be driven at least 25 kilometers.
  • a further embodiment of the battery provides that the number of energy storage units or battery cells is determined such that the energy storage module can be charged with the predetermined amount of electrical energy within a predetermined period of time. This embodiment is based on the idea that electrically charging the last 20% of an electrical secondary battery or an electrical accumulator takes longer than that previously loaded 80%. Because from a charge level of the electric accumulator of approx.
  • 70% or 80% less and less charging current flows, and at the same time the electric battery heats up more. It is therefore preferred to only partially charge the energy storage units of the energy storage module, for example to 70% state of charge (SoC: State of Charge).
  • SoC State of Charge
  • several energy storage units or secondary battery cells for example, to 70% or 80% instead of using fewer energy storage units that then need to be charged to more than 70% or more than 80% for the same amount of energy. This accelerates the charging of the energy storage module up to the specified amount of energy and also protects the energy storage units of the energy storage module.
  • the need for temperature control is particularly low because there is no charging operation, in which - for example from an SoC of 70% or more - the energy storage units of the energy storage module give off a comparatively large amount of heat.
  • the charging device of the energy storage module has a plug-in element that corresponds to a household power socket.
  • the battery in particular its energy storage module, can be charged electrically in the decoupling state, i.e. when the storage modules are decoupled from one another, for example, by connecting the charging device to a household power network by means of the plug-in element, in particular by means of a protective contact plug, by plugging the plug-in element into the household power socket.
  • the user does not have to rely on a special charging infrastructure to charge the energy storage module.
  • charging the energy storage module is particularly easy for the user because - as he knows from other electrical or electronic devices - he simply plugs the energy storage module into the household power socket using the plug-in element.
  • the battery has a locking element that can be reversibly and non-destructively released between a locking position and a release position.
  • the locking element projects into a coupling area of the battery in order to lock the battery against decoupling or coupling of the storage modules.
  • the release position the blocking element is removed from the coupling area. moved to enable decoupling or coupling of the memory modules. If the battery is in the coupling state, that is, if the energy storage module and the power storage module are electrically coupled to one another, the energy storage module is held in position by the locking element protruding into the coupling area and in particular into a locking element receptacle of the energy storage module.
  • the locking element thus functions, on the one hand, as protection against unauthorized removal of the energy storage module from the battery and, on the other hand, as a load securing element. Because of the locking element seated in the locking element receptacle, the energy storage module is effectively prevented from falling out of the battery, in particular from an energy storage module receptacle of the battery, in the event of excessive acceleration, for example in the event of a traffic accident involving the motor vehicle. Since it is generally provided for the battery that the adjustment of the battery between the coupling state and the decoupling state can be carried out particularly easily for the user, in particular without tools, it is particularly provided for the locking element that it is particularly easy to move between the locking position and the release position , especially without the mandatory use of a tool.
  • Charging a battery designed according to the above description is, for example, as follows: If this has not already happened, the battery is brought into the decoupling state by decoupling the storage modules from one another at least electrically. For example, the battery is brought into the decoupling state by removing the energy storage module from the battery, whereby the storage elements are electrically and mechanically separated from one another.
  • the charging device of the energy storage module is then connected to an infrastructural electrical energy supply network, in particular the household power network, so that the energy storage module is electrically charged via the energy supply network.
  • the energy storage module is switched to a charging operating mode or that the energy storage module is charged automatically as soon as it is electrically coupled to the energy supply network.
  • the second storage module When charging, for example, the second storage module is not tempered, i.e. neither cooled nor heated. This is particularly the case if the temperature control device of the battery does not have a second temperature control branch.
  • the energy that is supplied to the second storage module via the household power network is used particularly efficiently to charge the second storage module.
  • the battery in particular its temperature control device, has the second temperature control branch for temperature control of the second storage module, this will still not be the case cooled because it is decoupled from the cooling fluid supply device.
  • the second storage module has its own (second) cooling fluid supply device, by means of which the second temperature control branch can be fed with cooling fluid in the decoupling state. Then either the second storage module can be tempered for charging on the household power network, or temperature control of the second storage module is nevertheless dispensed with by the second cooling fluid supply device being deactivated or remaining during charging.
  • the charging device is disconnected from the energy supply network when the specified or desired amount of electrical energy has been charged into the energy storage module.
  • the battery is then brought into the coupling state (again) by electrically connecting the storage units to one another.
  • the power storage module can be electrically charged using the energy storage module, or the energy storage module provides its electrical energy directly to the consumer. Charging of the power storage module begins, for example, as soon as the storage modules are electrically coupled to one another or electrically connected to one another.
  • the power storage module is switched to a charging operating mode.
  • the power storage module is automatically switched to the charging operating mode when the energy storage module is electrically connected to the power storage module.
  • the cooling requirement for the energy storage module is particularly low, which results in a particularly low cooling requirement for the battery overall. This makes it possible to use the amount of energy stored in the battery more than before for propulsion or for a range of the motor vehicle, since less energy than before has to be used to control the temperature of the battery.
  • a further aspect of the invention relates to a motor vehicle which is equipped or is equipped with a battery designed in accordance with the above description.
  • the motor vehicle is a hybrid motor vehicle or a motor vehicle that can be driven or moved purely electrically.
  • the motor vehicle is set up to provide a user with at least one fully electric driving mode. In other words, the user can move or drive the motor vehicle using only electrical energy stored in the motor vehicle.
  • the energy storage module is in one for an end user or end customer of the motor vehicle is arranged in a portion of the interior of the motor vehicle that can be reached without the use of a tool, in particular in a passenger cell or in a storage room.
  • This makes it possible for the user of the motor vehicle in a particularly simple manner to remove the energy storage module from the battery and consequently from the motor vehicle, in particular in order to carry out the method described above.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a battery for a motor vehicle, with two electrical storage modules of the battery being arranged in a decoupling state;
  • FIG. 2 shows a schematic view of the battery, with its storage modules coupled to one another in a coupling state
  • FIG. 3 shows a schematic view of the motor vehicle with an example of use of the battery.
  • the first electrical storage module 3 is a power storage module 3, while the second electrical storage module 4 is an energy storage module 4.
  • the energy storage module 4 has a lower electrical power density and a higher electrical energy density than the power storage module 3.
  • the electrical storage modules 3, 4 each have a large number of electrical energy storage cher units 5, 6, only some of which are provided with the corresponding reference symbols in the figures.
  • the energy storage units 5 of the power storage module 3 are lithium-nickel-manganese-cobalt-oxide secondary battery cells.
  • the energy storage module 4 can have at least one further energy storage unit 5, which is designed as an electrical supercapacitor.
  • the energy storage units 6 of the energy storage module 4 are lithium iron phosphate secondary battery cells.
  • the storage modules 3, 4 of the battery 1 can be coupled to one another and decoupled from one another.
  • the battery 1 in the present case has an electrical battery network 7 into which the energy storage module 4 is integrated.
  • the battery 1 also has a connection device 8, which is designed to be electrically connected to an electrical consumer 9, in this case an on-board electrical system 10.
  • the battery 1 also has an energy storage module receptacle 11, by means of which the energy storage module 4 can be electrically contacted with the battery network 7 and consequently with the power storage module 3.
  • the power storage module 3 and the energy storage module 4 are electrically contacted with one another by means of the battery network 7 by inserting the energy storage module 4 into the energy storage module receptacle 11 of the battery 1.
  • an internal geometry of the energy storage module receptacle 11 and an external geometry of the energy storage module 4 correspond to one another, so that the energy storage module 4 can be inserted into the energy storage module receptacle 11, for example, in a form-fitting manner.
  • the energy storage module 4 and the energy storage module receptacle 11 are designed in such a way that the energy storage module 4 can be inserted into the energy storage module receptacle 11 and the storage modules 3, 4 can be contacted or connected without using a tool. This means that the insertion of the energy storage module 4 into the energy storage module receptacle 11, whereby the storage modules 3, 4 are electrically connected to one another, can be carried out even by people who have not received any special technical training in this regard.
  • the battery 1 is therefore between a decoupling state (see FIG. 1), in which the memory modules 3, 4 are electrically decoupled from one another, and a coupling state (see FIG. 2), in which the memory modules 3, 4 are electrically coupled to one another , adjustable.
  • the power storage module 3 is set up to be electrically connected to the vehicle electrical system 10 in a stationary manner in the motor vehicle 2.
  • the battery 1 has the connection device 8, which is electrically connected to the power storage module 3 by means of the battery network 7.
  • the energy storage module 4 has a charging device 12, via which it can be electrically charged separately from the power storage module 3 in the decoupling state.
  • the charging device 12, which can be an electrical charger, for example, can - as shown in FIG.
  • the charging device 12 is arranged outside the housing of the energy storage module 4, for example can be connected to the energy storage module 4 as required.
  • the charging device 12 has a plug-in element 14 corresponding to a household power socket 13 (see FIG. 3).
  • the plug-in element 14 is, for example, a protective contact plug.
  • the battery 1 has a temperature control device 15, which has a cooling fluid supply unit 16 and a cooling fluid circuit 17 through which a cooling fluid can flow, the cooling fluid circuit 17 being, for example, a pipe and/or hose system.
  • the temperature control device 15, in particular its cooling fluid circuit 17, has a first temperature control branch 18, which is set up - that is, arranged and designed - to cool and/or heat the power storage module 3.
  • a cooling fluid for example a cooling liquid
  • a cooling fluid is driven by means of the cooling fluid supply unit 16 and pumped or blown through the cooling fluid circuit 17, with heat that is released when charging and / or discharging the power storage module 3 being released by means of the Cooling fluid circulating in the cooling fluid circuit 17 is transported away from the power storage module 3.
  • the cooling fluid is heated elsewhere and pumped or blown by means of the cooling fluid supply unit 16 through the cooling fluid circuit 17 to the power storage module 3, where the heat stored in the cooling fluid is then released to the power storage module 3, so that the power storage module 3 is heated becomes.
  • the energy storage module 4 is free of the temperature control device 15 - that is, no temperature control branch of the temperature control device 15 acts together with or on the energy storage module 4 to cool and/or heat it.
  • no temperature control branch of the temperature control device 15 acts together with or on the energy storage module 4 to cool and/or heat it.
  • the temperature control device 15 has a second temperature control branch 19 for temperature control of the energy storage module 4. Cooling and/or heating of the energy storage module 4 by means of the temperature control device 15 is possible, for example, in the coupled state of the battery 1, i.e.
  • the energy storage module 4 has its own temperature control device (not shown), by means of which the energy storage module 4 can be tempered, that is heated and/or cooled, independently of the temperature control device 15.
  • the battery 1 also has a locking element 20, which protrudes between a locking position (see FIG. 2), in which it protrudes into the energy storage module receptacle 11 and consequently into a coupling area 21 of the battery 1, to prevent the battery 1 from being decoupled or coupled of the storage modules 3, 4, and a release position (see FIG. 1), in which it is disengaged from the coupling area 21, that is, from the energy storage module receptacle 11, in order to release the decoupling or coupling of the storage modules 3, 4, is adjustable .
  • the locking element 20 In order to be able to adjust the battery 1 between the coupling state and the decoupling state, the locking element 20 must be adjusted to its release position (see FIG. 1). This can be done manually or using an actuator (not shown).
  • the locking element 20 must be adjusted into its locking position when the energy storage module 4 is inserted as intended in the energy storage module receptacle 11.
  • FIG. 2 shows a schematic view of the battery 1, the storage modules 3, 4 of which are electrically coupled to one another in the coupling state.
  • the battery 1 has been moved from the decoupling state (FIG. 1) to the coupling state (FIG. 2) by inserting the energy storage module 4 into the energy storage module receptacle 11 of the battery 1 as intended.
  • the storage modules 3, 4 are then electrically coupled to one another or electrically connected to one another - in the present case by means of the battery network 7.
  • the battery 1 has at least one operating mode in which in the coupling state - that is, with the power storage module 3 electrically coupled to the energy storage module 4 - the power storage module 3 is supplied with electrical charging energy from the energy storage module 4.
  • the battery 1, in particular its battery network 7, comprises an electrical network of conductors, for example cables, circuit boards, busbars, etc., as well as in particular in particular an electrical and/or electronic control device 22, which is set up to control and/or regulate current strengths, voltage strengths and/or polarities within the electrical line network of the battery network 7.
  • the control device 22 is set up to switch the battery between the operating mode in which the power storage module 3 is charged by means of the energy storage module 4 and at least one other operating mode.
  • the energy storage module 4 has a certain number of electrical energy storage units 6, so that a mass of the energy storage module 4 does not exceed a predetermined mass limit value, in particular 10 kilograms or less, by means of the energy storage module 4, that is to say by means of the energy storage units 6 of the Energy storage module 4, a predetermined amount of electrical energy can be stored.
  • the number of energy storage units 6 is determined such that, taking into account the expected energy consumption of the motor vehicle 2, a predetermined minimum distance, for example 25 kilometers or more, can be driven using the predetermined amount of energy stored in the energy storage module 4.
  • the number of energy storage units 6 is determined such that the energy storage module 4 can be charged with the predetermined amount of electrical energy within a predetermined period of time.
  • the energy storage units 6 of the energy storage module 4 are not charged completely, but rather up to a predetermined charge state limit value, for example 70%.
  • FIG. 3 shows a schematic view of the motor vehicle 2 with an example of use of the battery 1.
  • a user 23 of the motor vehicle 2 or the battery 1 drives to a destination, for example to his place of work.
  • the battery 1 of the motor vehicle 2 is in the coupling state, which means that when driving to the destination, the storage modules 3, 4 are coupled to one another or electrically connected to one another. It can therefore be provided that the motor vehicle 2 is driven to the destination point while the storage modules 3, 4 are unloaded. It is possible here that only the power storage module 3 is discharged or only the energy storage module 4 is discharged.
  • both the power storage module 3 and the energy storage module 4 are discharged in order to move the motor vehicle 2, for example one after the other or simultaneously.
  • a high electrical power is required, so that preferably, particularly in city traffic, electrical energy for driving or moving the motor vehicle 2 is provided to the consumer 9, which is designed here as a drive machine 24, by means of the power storage module 3 .
  • the power storage module 3 is charged by means of the energy storage module 4 - in particular while driving.
  • the user 23 puts the battery 1 into the decoupling state by the user 23 removing the energy storage module 4 from the battery 1, in particular from the motor vehicle 2.
  • the memory modules 3, 4 are electrically separated from one another. Since the energy storage module 4 in the present example is particularly light and therefore portable or portable, it is particularly easy for the user 23 to take the energy storage module 4 with him to his workplace 25 and connect it there to a household power network (not shown ) to be connected by the user 23 inserting the plug-in element 14 into a household power socket 13. In other words, the user connects the energy storage module 4 to the household power network by coupling the charging device 12 to the household power network via the plug-in element 14 and via the household power socket 13.
  • the energy storage module 4 is then automatically or manually switched to a charging operating mode in which the energy storage units 6 of the energy storage module 4 are electrically charged. This is particularly time-efficient for the user 23, since the charging of the energy storage module 4 does not need to be supervised and it can take place during the user 23's working hours. Due to the particularly slow and therefore cell-friendly charging of the energy storage module 4, there is no need for temperature control of the energy storage module 4.
  • the user 23 can decouple the energy storage module 4 from the household power network by the user 23 decoupling the plug-in element 14 and the household power socket 13 from each other. If the user 23 intends to leave the destination point, for example the workplace, with the motor vehicle 2, the user 23 picks up the energy storage module 4 at the workplace 25 and carries it to the motor vehicle 2. There the user 23 puts the battery 1 back into place Coupling state in which the user 23 inserts the energy storage module 4 into the energy storage module receptacle 11 or into the motor vehicle 2. As a result, the memory modules 3, 4 are electrically connected to one another or electrically coupled to one another.
  • the user 23 then starts his journey with the motor vehicle 2, wherein the electrical energy stored in the energy storage module 4 is used to drive the motor vehicle 2.
  • This can be done directly or indirectly; On the one hand, it can be provided that electrical energy is provided directly from the energy storage module 4 to the consumer 9 or the drive machine 24, bypassing the power storage module 3.
  • the power storage module 3 is electrically charged by means of the energy storage module 4, so that electrical energy is provided to the consumer 9 or the drive machine 24 by means of the power storage module 3.
  • the energy storage module 4 is arranged in a portion of an interior 26 of the motor vehicle 2, which can be reached or accessed particularly easily and/or with little effort for the user 23 (for example an end user or end customer). It is envisaged that the user 23 does not have to use any tools to reach the portion of the interior 26 or to reach the energy storage module 4.
  • the energy storage module 4 is easily accessible in a passenger cell, a cargo space, etc.
  • the battery 1, the motor vehicle 2 and the method for charging or partially charging the battery 1 show a respective possibility for electrically charging a battery 1 of a fully or partially electrically driven or movable motor vehicle in a particularly simple or low-effort manner can.
  • a cell mix battery with energy cells (LFP) and power cells (NMC) is used here, whereby the power cells can also be electrical supercapacitors (SuperCaps).
  • SuperCaps electrical supercapacitors
  • the advantage of such a battery is that you can build a particularly light and/or compact as well as economically particularly favorable battery, which can still be used to achieve high discharge and high charging performance.
  • recuperation can be carried out with high efficiency, which is reflected in a range advantage for the motor vehicle 2 - especially in city driving.
  • a particularly powerful and particularly efficient DC converter is required between the storage modules 3, 4.

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Abstract

The invention relates to a battery (1) for a motor vehicle (2) and to a motor vehicle (2) comprising the battery (1). The battery (1) has a first electric storage module (3), which is designed to be electrically connected to the electrical onboard system (10) of the motor vehicle in a stationary manner in the motor vehicle (2), and a second separate storage module (4). The battery (1) additionally comprises a temperature-control device (15) which has a first temperature-control branch (18) in order to control the temperature of the first storage module (3). The battery (1) can be adjusted between a coupled state, in which the storage modules (3, 4) are electrically coupled together, and a decoupled state, in which the storage modules (3, 4) are electrically decoupled from each other, and the second storage module (4) has a charging device (12), via which the storage module can be electrically charged separately from the first storage module (3) in the decoupled state.

Description

BATTERIE FÜR EIN KRAFTFAHRZEUG SOWIE KRAFTFAHRZEUG BATTERY FOR A MOTOR VEHICLE AND MOTOR VEHICLE
Die Erfindung betrifft eine Batterie, insbesondere Traktionsbatterie, für ein Kraftfahrzeug. Zu- dem betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, der mit einer solchen Batterie ausgerüstet bzw. ausgestattet ist. Überdies betrifft die Erfindung ein Ver- fahren zum Laden einer solchen Batterie. The invention relates to a battery, in particular a traction battery, for a motor vehicle. In addition, the invention relates to a motor vehicle, in particular a passenger car, which is equipped or equipped with such a battery. Furthermore, the invention relates to a method for charging such a battery.
Bei den aktuellen Bestrebungen, den Individual- und Gewerbeverkehr immer weiter zu elektrifi- zieren, besteht unter anderem die Herausforderung, eine Kraftfahrzeugbatterie für deren beson- ders effizienten Betrieb (das heißt Lade- und Entladebetrieb) zu temperieren, also auf eine be- sonders vorteilhafte Betriebstemperatur zu bringen und/oder auf der Betriebstemperatur zu hal- ten. Demnach besteht der Bedarf, die Kraftfahrzeugbatterie einerseits zu kühlen, etwa im Som- mer bzw. bei Einsatz in Gebieten mit besonders heißem Klima, und andererseits zu erwärmen, etwa im Winter bzw. bei Einsatz in Gebieten mit besonders kaltem Klima. Dies ist an Bord des Kraftfahrzeugs mit einem Energieeinsatz verbunden, insbesondere wird die zum Temperieren der Batterie eingesetzte Energie in Form von elektrischer Energie aus der Batterie entnommen. Diese Energie, die durch ein Temperierungssystem genutzt wird, steht dann nicht für eine elekt- rische Fahrreichweite zur Verfügung. Wird die Batterie nicht temperiert, kann die Batterie nur mit einem besonders niedrigen Wirkungsrad entladen werden (beispielsweise in einem Fährbe- trieb des Kraftfahrzeugs) und nur mit einem besonders niedrigen Wirkungsgrad geladen werden (zum Beispiel am Ladegerät oder in einem Rekuperationsbetrieb des Kraftfahrzeugs). Zudem unterliegen Batteriezellen der Batterie einem erhöhten Verschleiß, wenn sie entladen/geladen werden, während die Batterie nicht die erwünschte Betriebstemperatur hat. Ein Kühlungsbedarf für die Batterie resultiert des Weiteren daraus, dass die Batteriezellen unter dem Laden bzw. Entladen Wärme abgeben. In the current efforts to further electrify private and commercial transport, one of the challenges is to temper a motor vehicle battery for particularly efficient operation (i.e. charging and discharging operation), i.e. to a particularly advantageous one To bring the operating temperature and/or to keep it at the operating temperature. Accordingly, there is a need to cool the motor vehicle battery on the one hand, for example in summer or when used in areas with a particularly hot climate, and on the other hand to warm it, for example in winter or .when used in areas with a particularly cold climate. This involves the use of energy on board the motor vehicle; in particular, the energy used to control the temperature of the battery is taken from the battery in the form of electrical energy. This energy, which is used by a temperature control system, is then not available for an electric driving range. If the battery is not tempered, the battery can only be discharged with a particularly low efficiency (for example in a ferry operation of the motor vehicle) and can only be charged with a particularly low efficiency (for example on the charger or in a recuperation operation of the motor vehicle). In addition, battery cells of the battery are subject to increased wear if they are discharged/charged while the battery is not at the desired operating temperature. A need for cooling for the battery also results from the fact that the battery cells give off heat during charging or discharging.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zu schaffen, eine Batterie eines reinelektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs besonders effizient zu temperieren. It is the object of the invention to create a possibility of particularly efficiently controlling the temperature of a battery of a purely electrically powered motor vehicle.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Wei- tere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren offenbart. Merkmale, Vorteile und mögliche Ausgestaltungen, die im Rahmen der Beschreibung für einen der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche dargelegt sind, sind zumindest analog als Merkmale, Vorteile und mögliche Ausgestaltungen des jeweiligen Gegen- stands der anderen unabhängigen Ansprüche sowie jeder möglichen Kombination der Gegen- stände der unabhängigen Ansprüche, gegebenenfalls in Verbindung mit einem oder mehr der Unteransprüche, anzusehen. This task is solved by the subject matter of the independent patent claims. Further possible embodiments of the invention are disclosed in the subclaims, the description and the figures. Features, advantages and possible configurations that are set out in the description for one of the subjects of the independent claims are at least analogously as features, advantages and possible configurations of the respective subject matter of the other independent claims as well as any possible combination of the subject matter of the independent claims, possibly in connection with one or more of the subclaims.
In einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Batterie, also ein Akkumulator bzw. eine Sekun- därbatterie, für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen. Die Batterie weist ein erstes elektrisches Spei- chermodul und ein zweites elektrisches Speichermodul auf. In a first aspect of the invention, a battery, i.e. an accumulator or a secondary battery, is proposed for a motor vehicle. The battery has a first electrical storage module and a second electrical storage module.
Bei der erfindungsgemäßen Batterie ist des Weiteren vorgesehen, dass das erste elektrische Speichermodul dazu eingerichtet ist, stationär im Kraftfahrzeug mit dessen Bordnetz elektrisch verbunden zu werden. Da also in bestimmungsgemäßer Einbaulage der Batterie durch diese ein Bestandteil des elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs gebildet ist, sind das Bordnetz und das erste Speichermodul elektrisch miteinander kontaktiert, sobald die Batterie in bestimmungs- gemäßer Einbaulage in das Kraftfahrzeug integriert ist und mit dessen Bordnetz elektrisch kon- taktiert ist. Die Batterie ist also dazu eingerichtet, in bestimmungsgemäßer Einbaulage dem Bordnetz elektrische Betriebsenergie für das Kraftfahrzeug bereitzustellen. Zudem ist die Batte- rie in deren bestimmungsgemäßer Einbaulage dazu eingerichtet, im Rekuperationsbetrieb des Kraftfahrzeugs elektrische Energie aufzunehmen. In the battery according to the invention it is further provided that the first electrical storage module is set up to be electrically connected to the vehicle's electrical system in a stationary manner in the motor vehicle. Since the battery forms a component of the electrically driven motor vehicle when the battery is in the intended installation position, the on-board electrical system and the first storage module are electrically contacted with one another as soon as the battery is integrated into the motor vehicle in the intended installation position and electrically contacted with its on-board electrical system is. The battery is therefore designed to provide electrical operating energy for the motor vehicle to the on-board electrical system when installed in the intended position. In addition, in its intended installation position, the battery is set up to absorb electrical energy in the recuperation mode of the motor vehicle.
Die Batterie weist weiter eine Temperierungseinrichtung auf, die zum Temperieren - das heißt zum Kühlen und/oder zum Erwärmen - des ersten Speichermoduls einen ersten Temperie- rungszweig aufweist. Die Temperierungseinrichtung weist insbesondere eine Kühlfluidbereitstel- lungseinheit auf, beispielsweise eine Kühlfluidpumpe, sowie ein Rohr- und/oder Schlauchwerk, durch das ein Kühlfluidkreislauf gebildet ist, in den die Kühlfluidbereitstellungseinheit integriert ist. In einem Temperierungsbetrieb der Temperierungseinrichtung wird also mittels der Kühlflu- idbereitstellungseinheit bzw. mittels der Kühlfluidpumpe ein Kühlfluid, beispielsweise eine Kühl- flüssigkeit, durch den Kühlfluidkreislauf gepumpt, wobei am ersten Temperierungszweig Wärme vom ersten Speichermodul abtransportiert wird. Ferner kann die Temperierungseinrichtung ein- gesetzt werden, das erste Speichermodul zu erwärmen, wobei dann mittels des durch den Kühlfluidkreislauf zirkulierenden Kühlfluids Wärme zum ersten Speichermodul hin transportiert wird. Insgesamt ist die Temperierungseinrichtung also dazu eingerichtet, das erste Speichermo- dul auf eine vorteilhafte Betriebstemperatur zu bringen, bei welcher das elektrische Entladen und das elektrische Laden des ersten Speichermodul besonders effizient ablaufen. Es ist des Weiteren vorgesehen, dass die Batterie zwischen einem Kopplungszustand, in dem die Speichermodule elektrisch - und insbesondere mechanisch - miteinander gekoppelt sind, und einem Entkopplungszustand, in dem die Speichermodule elektrisch - und insbesondere mechanisch - voneinander entkoppelt sind, verstellbar ist. Mit anderen Worten sind das erste Speichermodul und das zweite Speichermodul in dem Kopplungszustand zumindest elektrisch miteinander gekoppelt bzw. zumindest elektrisch aneinander angeschlossen, wohingegen im Entkopplungszustand die Speichermodule zumindest elektrisch voneinander getrennt sind. Aus- gehend von dem Entkopplungszustand kann die Batterie beispielsweise in den Kopplungszu- stand verstellt werden, indem das zweite Speichermodul in einem mit dem zweiten Speichermo- dul korrespondierende Speichermodulaufnahme eingesetzt wird. Es ist denkbar, dass unter dem Einsetzen des zweiten Speichermoduls in dessen Speichermodulaufnahme, wodurch die Speichermodule mechanisch miteinander gekoppelt werden, die Speichermodule elektrisch mit- einander verbunden werden. Dementsprechend kann die Batterie in den Entkopplungszustand verstellt werden, indem das zweite Speichermodul aus der Speichermodulaufnahme entnom- men bzw. herausgenommen wird. Das bedeutet, dass das zweite Speichermodul insbesondere einen Anteil der Batterie bildet, der aus der restlichen Batterie herausnehmbar ist. The battery further has a temperature control device which has a first temperature control branch for temperature control - that is, for cooling and/or for heating - of the first storage module. The temperature control device in particular has a cooling fluid supply unit, for example a cooling fluid pump, as well as a pipe and/or hose system through which a cooling fluid circuit is formed, into which the cooling fluid supply unit is integrated. In a temperature control operation of the temperature control device, a cooling fluid, for example a coolant, is pumped through the cooling fluid circuit by means of the cooling fluid supply unit or by means of the cooling fluid pump, with heat being transported away from the first storage module on the first temperature control branch. Furthermore, the temperature control device can be used to heat the first storage module, heat then being transported to the first storage module by means of the cooling fluid circulating through the cooling fluid circuit. Overall, the temperature control device is therefore set up to bring the first storage module to an advantageous operating temperature at which the electrical discharging and electrical charging of the first storage module take place particularly efficiently. It is further provided that the battery is adjustable between a coupling state in which the storage modules are electrically - and in particular mechanically - coupled to one another, and a decoupling state in which the storage modules are electrically - and in particular mechanically - decoupled from one another. In other words, in the coupling state, the first memory module and the second memory module are at least electrically coupled to one another or at least electrically connected to one another, whereas in the decoupling state the memory modules are at least electrically separated from one another. Starting from the decoupling state, the battery can be adjusted to the coupling state, for example, by inserting the second storage module into a storage module receptacle that corresponds to the second storage module. It is conceivable that by inserting the second memory module into its memory module receptacle, whereby the memory modules are mechanically coupled to one another, the memory modules are electrically connected to one another. Accordingly, the battery can be adjusted to the decoupling state by removing or removing the second storage module from the storage module receptacle. This means that the second storage module in particular forms a portion of the battery that can be removed from the remaining battery.
Das zweite Speichermodul weist eine Ladeeinrichtung auf, über welche es im Entkopplungszu- stand der Batterie, das heißt separat vom ersten Speichermodul, elektrisch geladen werden kann. Es ist also zum Laden des zweiten Speichermoduls nicht erforderlich, dass dieses und das erste Speichermodul elektrisch und/oder mechanisch miteinander gekoppelt sind. Stattdes- sen ist es ermöglicht, unter Umgehung des ersten Speichermoduls das zweite Speichermodul elektrisch zu laden. The second storage module has a charging device via which it can be electrically charged in the decoupling state of the battery, that is, separately from the first storage module. In order to charge the second memory module, it is therefore not necessary for this and the first memory module to be electrically and/or mechanically coupled to one another. Instead, it is possible to electrically charge the second storage module bypassing the first storage module.
Es ist somit ermöglicht, das zweite Speichermodul vom Rest der Batterie, insbesondere vom ersten Speichermodul, elektrisch zu entkoppeln und das zweite Speichermodul unter Umge- hung des ersten Speichermoduls zu laden. Dabei ist das Ladegerät insbesondere dazu einge- richtet, das zweite Speichermodul besonders langsam und dadurch schonend zu laden, sodass es nicht zwingend erforderlich ist, das zweite Speichermodul während des Ladens zu temperie- ren. Insbesondere kann das zweite Speicherelement aus der Batterie bzw. aus dem Kraftfahr- zeug (mechanisch) entnommen werden, wodurch das zweite Speichermodul von dem im Kraft- fahrzeug fest verbauten, ersten Speichermodul mechanisch und elektrisch abgekoppelt wird. Das zweite Speichermodul kann dann abseits des Kraftfahrzeugs bzw. abseits der Batterie se- parat elektrisch geladen werden, beispielsweise am Arbeitsplatz eines Nutzers der Batterie bzw. des mit der Batterie ausgestatteten Kraftfahrzeug. Ein Laden des zweiten Speichermoduls kann vorzugsweise während einer Arbeitszeit des Nutzers erfolgen. Es besteht also für den Nutzer die Möglichkeit, während sowieso nicht mit dem Kraftfahrzeug gefahren wird, die Batterie zu- mindest teilweise zu laden, indem das zweite Speichermodul geladen wird. Der Nutzer kann beispielsweise das zweite Speichermodul während seiner Arbeitszeit so weit elektrisch laden, dass das Kraftfahrzeug bei miteinander gekoppelten Speichermodulen eine reinelektrische Fahrreichweite bereitstellt, die ausreichend ist, um zur Wohnadresse des Nutzers zu fahren. An seiner Wohnadresse kann der Nutzer den Vorgang analog wiederholen, indem er die Batterie in den Entkopplungszustand verstellt und das zweite Speichermodul zu Hause auflädt, beispiels- weise über Nacht. Es ist insbesondere vorgesehen, dass eine Strecke zwischen Wohnadresse und Arbeitsstelle des Nutzers lediglich unter Ausnutzung einer in dem zweite Speichermodul gespeicherten Energiemenge erfolgt. Indem hauptsächlich lediglich ein Teil der gesamten Bat- terie, nämlich das zweite Speichermodul, geladen und entladen wird, gestaltet sich das Laden der Batterie für den Nutzer besonders einfach und/oder aufwandsarm. Zudem wird das erste Speichermodul, bei welchem es sich um ein Hauptbatteriemodul der Batterie handeln kann, ge- schont, da es weit weniger Ladezyklen unterworfen wird als das zweite Speichermodul. Es kann zum Beispiel vorgesehen sein, dass das erste Speichermodul nur dann vollständig geladen wird, wenn beabsichtigt ist, mit dem Kraftfahrzeug eine besonders lange Strecke zurückzule- gen. It is therefore possible to electrically decouple the second storage module from the rest of the battery, in particular from the first storage module, and to charge the second storage module bypassing the first storage module. The charger is in particular designed to charge the second storage module particularly slowly and therefore gently, so that it is not absolutely necessary to control the temperature of the second storage module during charging. In particular, the second storage element can be removed from the battery or out can be removed (mechanically) from the motor vehicle, whereby the second memory module is mechanically and electrically decoupled from the first memory module permanently installed in the motor vehicle. The second storage module can then be separately electrically charged away from the motor vehicle or away from the battery, for example at the workplace of a user of the battery or the motor vehicle equipped with the battery. The second memory module can be loaded preferably done during the user's working hours. The user therefore has the opportunity to at least partially charge the battery by charging the second storage module while the motor vehicle is not being driven anyway. For example, the user can electrically charge the second storage module during his working time to such an extent that the motor vehicle, when the storage modules are coupled to one another, provides a purely electric driving range that is sufficient to drive to the user's home address. At his home address, the user can repeat the process in the same way by setting the battery to the decoupling state and charging the second storage module at home, for example overnight. In particular, it is provided that a route between the user's home address and the workplace only takes place using an amount of energy stored in the second storage module. Since only a part of the entire battery, namely the second storage module, is charged and discharged, charging the battery is particularly easy and/or requires little effort for the user. In addition, the first storage module, which can be a main battery module of the battery, is protected because it is subjected to far fewer charging cycles than the second storage module. For example, it can be provided that the first memory module is only fully charged if the intention is to travel a particularly long distance with the motor vehicle.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Temperierungseinrichtung zum Temperieren des zweiten Speichermoduls einen zweiten Temperierungszweig auf. Der zweite Temperie- rungszweig kann beispielsweise in das zweite Speichermodul integriert sein. Mit anderen Wor- ten verbleibt der zweite Temperierungszweig im Kopplungszustand der Batterie und im Ent- kopplungszustand der Batterie im zweiten Speichermodul. Beim Entkoppeln des zweiten Spei- chermoduls wird dann der zweite Temperierungszweig von der restlichen Temperierungsein- richtung, insbesondere von der Kühlfluidbereitstellungseinheit der Temperierungseinheit, ent- koppelt. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der zweite Temperierungszweig im Kopplungs- zustand und im Entkopplungszustand mit der Kühlfluidbereitstellungseinheit gekoppelt bleibt, wobei dann beim Verstellen der Batterie in den Entkopplungszustand das zweite Speichermo- dul und der zweite Temperierungszweig voneinander entkoppelt werden. Wie bereits im Zu- sammenhang mit dem ersten Speichermodul beschrieben, ist es mittels der Temperierungsein- richtung dann möglich, das zweite Speichermodul auf die bevorzugte Betriebstemperatur zu bringen, wodurch ein Entladen und ein Laden des Energiespeichermoduls besonders effizient ablaufen. Die Temperierungseinrichtung weist eine besonders einfache Struktur auf, wenn - wie in einer alternativen Ausgestaltung der Batterie vorgesehen - das zweite Speichermodul frei von der Temperierungseinrichtung ist. Das bedeutet, dass kein Temperierungszweig der Temperie- rungseinrichtung mit dem zweiten Speichermodul zusammenwirkt. Hieraus resultiert eine be- sonders einfache Struktur bzw. ein besonders einfacher Aufbau des zweiten Speichermodul, da auf Mittel zum Koppeln des zweiten Speichermoduls mit der Temperierungseinrichtung verzich- tet wird. Hierzu ist das zweite Speichermodul derart eingerichtet, dass es in einem bestim- mungsgemäßen Betrieb keinen Bedarf hat, aktiv gekühlt zu werden. Insbesondere ist die Lade- einrichtung für ein besonders schonendes Laden des ersten Speichermoduls konfiguriert, so- dass beim Laden des ersten Speichermoduls mittels der Ladeeinrichtung Energiespeicherein- heiten des ersten Speichermoduls, insbesondere Batteriezellen, in nur besonders geringem Maße Wärme freisetzen. According to a further embodiment, the temperature control device for temperature control of the second storage module has a second temperature control branch. The second temperature control branch can, for example, be integrated into the second storage module. In other words, the second temperature control branch remains in the second storage module when the battery is coupled and when the battery is uncoupled. When decoupling the second storage module, the second temperature control branch is then decoupled from the remaining temperature control device, in particular from the cooling fluid supply unit of the temperature control unit. Alternatively, it can be provided that the second temperature control branch remains coupled to the cooling fluid supply unit in the coupling state and in the decoupling state, the second storage module and the second temperature control branch then being decoupled from one another when the battery is moved to the decoupling state. As already described in connection with the first storage module, it is then possible by means of the temperature control device to bring the second storage module to the preferred operating temperature, whereby discharging and charging of the energy storage module occur particularly efficiently. The temperature control device has a particularly simple structure if - as provided in an alternative embodiment of the battery - the second storage module is free of the temperature control device. This means that no temperature control branch of the temperature control device interacts with the second storage module. This results in a particularly simple structure or a particularly simple construction of the second storage module, since there is no need for means for coupling the second storage module to the temperature control device. For this purpose, the second storage module is set up in such a way that it does not need to be actively cooled during normal operation. In particular, the charging device is configured for particularly gentle charging of the first storage module, so that when charging the first storage module using the charging device, energy storage units of the first storage module, in particular battery cells, release heat to only a particularly small extent.
Es kann bei der Batterie vorgesehen sein, dass die in dem zweite Speichermodul gespeicherte elektrische Energie direkt, das heißt ohne Umweg über das zweite Speichermodul, einem Ver- braucher des Kraftfahrzeugs, insbesondere einer elektrischen Antriebsmaschine, bereitgestellt wird. Nach einer weiteren möglichen Ausführungsform weist die Batterie einen Betriebsmodus auf, in dem im Kopplungszustand - das heißt bei miteinander zumindest elektrisch gekoppelten Speichermodulen - dem ersten Speichermodul elektrische Ladeenergie aus dem zweiten Spei- chermodul zugestellt wird. Anders ausgedrückt: das erste Speichermodul wird mittels des zwei- ten Speichermoduls elektrisch geladen. Das bedeutet, dass auf die in dem zweiten Speicher- modul gespeicherte elektrische Energie zum Fahren mit dem Kraftfahrzeug zurückgegriffen wird, indem die im zweiten Speichermodul gespeicherte Energiemenge zumindest teilweise in das erste Speichermodul transferiert wird, wobei dann mittels des ersten Speichermoduls der Verbraucher bzw. die elektrische Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs angetrieben wird. Wird die Batterie in den Kopplungszustand versetzt, indem die Speichermodule elektrisch miteinan- der gekoppelt werden, ist insbesondere vorgesehen, dass mittels der Temperierungseinrichtung das erste Speichermodul auf die bevorzugte Betriebstemperatur gebracht wird, sodass das La- den des ersten Speichermoduls besonders effizient vonstattengeht. It can be provided in the battery that the electrical energy stored in the second storage module is provided directly, that is to say without detour via the second storage module, to a consumer of the motor vehicle, in particular an electric drive machine. According to a further possible embodiment, the battery has an operating mode in which, in the coupling state - that is, when storage modules are at least electrically coupled to one another - the first storage module is supplied with electrical charging energy from the second storage module. In other words: the first memory module is electrically charged using the second memory module. This means that the electrical energy stored in the second storage module is used for driving the motor vehicle by at least partially transferring the amount of energy stored in the second storage module into the first storage module, in which case the consumer or the electric drive machine of the motor vehicle is driven. If the battery is put into the coupling state by electrically coupling the storage modules to one another, it is in particular provided that the first storage module is brought to the preferred operating temperature by means of the temperature control device, so that the charging of the first storage module takes place particularly efficiently.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das zweite Speichermodul als ein Energiespeichermodul ausgebildet ist, und das erste Speichermodul als ein Leistungs- speichermodul ausgebildet ist. Hierunter ist zu verstehen, dass das Leistungsspeichermodul - also das erste elektrische Speichermodul - eine geringere elektrische Energiedichte und eine höhere elektrische Leistungsdichte als das Energiespeichermodul - also als das zweite elektri- sehe Speichermodul - aufweist. Mit anderen Worten weist das Energiespeichermodul (das zweite elektrische Speichermodul) eine höhere elektrische Energiedichte und eine niedrigere elektrische Leistungsdichte als das Leistungsspeichermodul (das erste elektrische Speichermo- dul) auf. Demnach werden hierin die Begriffe „erstes elektrisches Speichermodul“ und „Leis- tungsspeichermodul“ synonym genutzt. Zudem werden die Begriffe „zweites elektrisches Spei- chermodul“ und „Energiespeichermodul“ synonym genutzt. Das Energiespeichermodul bzw. das zweite elektrische Speichermodul weist Energiespeichereinheiten auf, die beispielsweise als eine jeweilige Sekundärbatteriezelle ausgeführt sind, insbesondere als Lithium-Eisen-Phos- phat- Batteriezellen. Das Leistungsspeichermodul bzw. das erste elektrische Speichermodul weist andere Energiespeichereinheiten, beispielsweise Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Oxid-Bat- teriezellen und/oder einen elektrischen Superkondensator oder mehr Superkondensatoren, auf. Es handelt sich also bei der hierin beschriebenen Batterie für das Kraftfahrzeug um eine soge- nannte Zellmix-Batterie, der der Vorteil innewohnt, dass die Batterie besonders masse- und bauraumeffizient ausgebildet werden kann und dennoch in der Lage ist, eine hohe elektrische Leistung bereitzustellen und/oder aufzunehmen. Hierdurch ist ein Rekuperationswirkungsgrad eines mit einer solchen Batterie ausgerüsteten Kraftfahrzeugs besonders hoch, was sich vorteil- haft auf eine reinelektrisch erzielbare Reichweite auswirkt, insbesondere beim Fahren eines sol- chen Kraftfahrzeugs im Stop-and-Go-Verkehr, zum Beispiel in einer Stadt. Denn indem die in dem zweiten Speichermodul (Energiespeichermodul) gespeicherte elektrische Energie mittels des ersten Speichermoduls (Leistungsspeichermoduls) an den Verbraucher bzw. die Antriebs- maschine des Kraftfahrzeugs abgegeben wird, lässt sich eine besonders hohe Leistung zum Antreiben bzw. beschleunigen des Kraftfahrzeugs nutzen, da das Leistungsspeichermodul durch dessen geringere elektrische Energiedichte und dessen höhere elektrische Leistungs- dichte dazu eingerichtet ist, eine höhere elektrische Leistung abzugeben und/oder aufzuneh- men als das Energiespeichermodul. Überdies: Da das Energiespeichermodul eine höhere elekt- rische Energiedichte und eine niedrigere elektrische Leistungsdichte als das Leistungsspeicher- modul aufweist, besteht bei bestimmungsgemäßem Betrieb des Energiespeichermoduls kein Bedarf, es aktiv zu kühlen. In a further possible embodiment it is provided that the second storage module is designed as an energy storage module and the first storage module is designed as a power storage module. This means that the power storage module - i.e. the first electrical storage module - has a lower electrical energy density and a higher electrical power density than the energy storage module - i.e. than the second electrical see memory module - has. In other words, the energy storage module (the second electrical storage module) has a higher electrical energy density and a lower electrical power density than the power storage module (the first electrical storage module). Accordingly, the terms “first electrical storage module” and “power storage module” are used synonymously here. In addition, the terms “second electrical storage module” and “energy storage module” are used synonymously. The energy storage module or the second electrical storage module has energy storage units which are designed, for example, as a respective secondary battery cell, in particular as lithium iron phosphate battery cells. The power storage module or the first electrical storage module has other energy storage units, for example lithium-nickel-manganese-cobalt oxide battery cells and/or an electrical supercapacitor or more supercapacitors. The battery for the motor vehicle described here is a so-called cell mix battery, which has the advantage that the battery can be designed to be particularly mass and space efficient and is still able to provide high electrical power and /or to record. As a result, the recuperation efficiency of a motor vehicle equipped with such a battery is particularly high, which has an advantageous effect on the range that can be achieved purely electrically, especially when driving such a motor vehicle in stop-and-go traffic, for example in a city. Because the electrical energy stored in the second storage module (energy storage module) is delivered to the consumer or the drive machine of the motor vehicle by means of the first storage module (power storage module), a particularly high power can be used to drive or accelerate the motor vehicle, since the power storage module is designed to emit and/or absorb a higher electrical power than the energy storage module due to its lower electrical energy density and its higher electrical power density. Furthermore: Since the energy storage module has a higher electrical energy density and a lower electrical power density than the power storage module, there is no need to actively cool it when the energy storage module is operated as intended.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Batterie weist deren Energiespeichermodul eine bestimmte Anzahl von Energiespeichereinheiten, beispielsweise Batteriezellen, auf, wobei eine Masse des Energiespeichermoduls einen vorgegebenen Massegrenzwert nicht überschrei- tet. Insbesondere ist in dieser Ausführungsform vorgesehen, dass ein Volumen des Energie- speichermoduls einen vorgegebenen Volumengrenzwert nicht überschreitet. Dabei ist das Energiespeichermodul derart ausgebildet, dass mittels des Energiespeichermoduls eine vorge- gebene elektrische Energiemenge speicherbar ist. Der Massegrenzwert und/oder der Volumen- grenzwert ergeben sich beispielsweise durch Randbedingungen, die aufgrund eines Packa- gings beim Herstellen und/oder Konzeptionieren der Batterie bzw. eines die Batterie aufweisen- den Kraftfahrzeugs vorgegeben sind. According to a further possible embodiment of the battery, its energy storage module has a certain number of energy storage units, for example battery cells, with a mass of the energy storage module not exceeding a predetermined mass limit value. In particular, in this embodiment it is provided that a volume of the energy storage module does not exceed a predetermined volume limit. The energy storage module is designed in such a way that a predefined value is created by means of the energy storage module. given amount of electrical energy can be stored. The mass limit value and/or the volume limit value result, for example, from boundary conditions that are predetermined due to packaging when producing and/or designing the battery or a motor vehicle having the battery.
Insbesondere ist vorgesehen, dass der Massegrenzwert 10 Kilogramm oder weniger beträgt und/oder dass der Volumengrenzwert 20 Liter oder weniger beträgt. Hierdurch ist das Energie- speichermodul besonders portabel, insbesondere für einen (physiologisch gesunden) Men- schen anhebbar und tragbar sowie besonders einfach handhabbar. Zum Kontaktieren des Energiespeichermoduls mit dem Leistungsspeichermodul sowie zum Entkoppeln des Energie- speichermoduls vom Leistungsspeichermodul, beispielsweise zum Herausnehmen/Heraushe- ben des Energiespeichermoduls aus dem Kraftfahrzeug bzw. zum Einsetzen des Energiespei- chermoduls in das Kraftfahrzeug, ist so kein Hilfsmittel (also zum Beispiel kein Hebemittel wie ein Kran etc.) erforderlich, und es sind nicht mehrerer Personen zum Heben bzw. Handhaben des Energiespeichermoduls erforderlich. In particular, it is provided that the mass limit is 10 kilograms or less and/or that the volume limit is 20 liters or less. This makes the energy storage module particularly portable, particularly easy for a (physiologically healthy) person to lift and carry, and particularly easy to handle. For contacting the energy storage module with the power storage module and for decoupling the energy storage module from the power storage module, for example for removing/lifting the energy storage module out of the motor vehicle or for inserting the energy storage module into the motor vehicle, there is no aid (i.e. no Lifting equipment such as a crane, etc.) is required, and multiple people are not required to lift or handle the energy storage module.
Einer weiteren Ausgestaltung der Batterie zufolge ist die Anzahl der Energiespeichereinheiten bzw. Batteriezellen des Energiespeichermoduls so bestimmt, dass unter Berücksichtigung eines zu erwartenden Energieverbrauchs des Kraftfahrzeugs, das mit der Batterie ausgerüstet ist, da- mit unter Ausnutzung der in dem Energiespeichermodul gespeicherten vorgegebenen Energie- menge eine vorgegebene Mindeststreckenlänge gefahren werden kann. Beispielsweise ist vor- gesehen, dass die vorgegebene Energiemenge so bemessen ist, dass mit dem Kraftfahrzeug lediglich unter Ausnutzung der in dem Energiespeichermodul gespeicherten Energiemenge die Mindeststrecke, also beispielsweise zwischen Arbeitsstelle und Wohnadresse des Nutzers, reinelektrisch gefahren werden kann. Die Mindeststreckenlänge beträgt beispielsweise 25 Kilo- meter oder mehr. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Anzahl der Energiespeichereinheiten des Energiespeichermoduls so bestimmt ist, dass mittels des Energiespeichermoduls das Leis- tungsspeichermodul so weit geladen wird, dass mit dem Kraftfahrzeug mindestens 25 Kilometer weit gefahren werden kann. According to a further embodiment of the battery, the number of energy storage units or battery cells of the energy storage module is determined such that, taking into account the expected energy consumption of the motor vehicle that is equipped with the battery, the predetermined amount of energy stored in the energy storage module is utilized a specified minimum distance can be traveled. For example, it is provided that the predetermined amount of energy is dimensioned such that the motor vehicle can be driven purely electrically over the minimum distance, for example between the user's workplace and home address, using only the amount of energy stored in the energy storage module. The minimum route length is, for example, 25 kilometers or more. In particular, it is provided that the number of energy storage units of the energy storage module is determined such that the power storage module is charged by means of the energy storage module to such an extent that the motor vehicle can be driven at least 25 kilometers.
Eine weitere Ausgestaltung der Batterie sieht vor, dass die Anzahl der Energiespeichereinheiten bzw. Batteriezellen so bestimmt ist, dass das Energiespeichermodul innerhalb einer vorgegebe- nen Zeitdauer mit der vorgegebenen elektrischen Energiemenge aufgeladen werden kann. Die- ser Ausführungsform liegt der Gedanke zugrunde, dass das elektrische Laden der letzten 20 % einer elektrischen Sekundärbatterie bzw. eines elektrischen Akkumulators länger dauert als die zuvor geladenen 80 %. Denn ab einem Ladezustand des elektrischen Akkumulators ab ca.A further embodiment of the battery provides that the number of energy storage units or battery cells is determined such that the energy storage module can be charged with the predetermined amount of electrical energy within a predetermined period of time. This embodiment is based on the idea that electrically charging the last 20% of an electrical secondary battery or an electrical accumulator takes longer than that previously loaded 80%. Because from a charge level of the electric accumulator of approx.
70 % oder 80 % fließt immer weniger Ladestrom, und zugleich wird die elektrische Batterie stär- ker erwärmt. Es ist also bevorzugt, die Energiespeichereinheiten des Energiespeichermoduls lediglich teilweise aufzuladen, beispielsweise bis auf 70 % Ladezustand (SoC: State of Charge). Um nun die vorgegebene Energiemenge mittels des Energiespeichermoduls zu speichern, das innerhalb der vorgegebenen Zeitdauer bis auf die vorgegebene Energiemenge aufgeladen wer- den kann, ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform vorgesehen, dass mehrere Energie- speichereinheiten bzw. Sekundärbatteriezellen zum Beispiel auf 70 % oder 80 % aufgeladen werden, anstatt weniger Energiespeichereinheiten einzusetzen, die dann für dieselbe Energie- menge auf mehr als 70 % oder mehr als 80 % aufgeladen werden müssen. Hierdurch wird das Laden des Energiespeichermoduls bis auf die vorgegebene Energiemenge beschleunigt, und zudem werden die Energiespeichereinheiten des Energiespeichermoduls geschont. Hieraus re- sultiert zum einen eine Vereinfachung für den Nutzer und zum anderen eine verlängerte Le- bensdauer des Energiespeichermoduls, was ökologisch und ökonomisch günstig ist. Zudem ist ein Temperierungsbedarf besonders gering, da auf einen Ladebetrieb verzichtet wird, bei dem - beispielsweise ab SoC von 70 % oder mehr - das die Energiespeichereinheiten des Energie- speichermoduls vergleichsweise viel Wärme abgeben. 70% or 80%, less and less charging current flows, and at the same time the electric battery heats up more. It is therefore preferred to only partially charge the energy storage units of the energy storage module, for example to 70% state of charge (SoC: State of Charge). In order to now store the predetermined amount of energy by means of the energy storage module, which can be charged to the predetermined amount of energy within the predetermined period of time, it is provided according to the present embodiment that several energy storage units or secondary battery cells, for example, to 70% or 80% instead of using fewer energy storage units that then need to be charged to more than 70% or more than 80% for the same amount of energy. This accelerates the charging of the energy storage module up to the specified amount of energy and also protects the energy storage units of the energy storage module. This results, on the one hand, in simplification for the user and, on the other hand, in an extended service life of the energy storage module, which is ecologically and economically favorable. In addition, the need for temperature control is particularly low because there is no charging operation, in which - for example from an SoC of 70% or more - the energy storage units of the energy storage module give off a comparatively large amount of heat.
Einer weiteren möglichen Ausführungsform zufolge weist die Ladeeinrichtung des Energiespei- chermoduls ein mit einer Haushaltsstromsteckdose korrespondierendes Steckelement auf. Das bedeutet, dass die Batterie, insbesondere deren Energiespeichermodul, im Entkopplungszu- stand, also wenn die Speichermodule voneinander entkoppelt sind, beispielsweise elektrisch geladen werden kann, indem die Ladeeinrichtung mittels des Steckelements, insbesondere mit- tels eines Schutzkontaktsteckers, mit einem Haushaltsstromnetz verbunden wird, indem das Steckelement in die Haushaltsstromsteckdose eingesteckt wird. Hierdurch ist der Nutzer zum Laden des Energiespeichermoduls nicht an eine spezielle Ladeinfrastruktur angewiesen. Statt- dessen stellt sich das Laden des Energiespeichermoduls für den Nutzer besonders einfach dar, da er - wie er es von anderen elektrischen bzw. elektronischen Geräten kennt - das Energie- speichermodul mittels des Steckelements einfach in die Haushaltsstromsteckdose einsteckt. According to a further possible embodiment, the charging device of the energy storage module has a plug-in element that corresponds to a household power socket. This means that the battery, in particular its energy storage module, can be charged electrically in the decoupling state, i.e. when the storage modules are decoupled from one another, for example, by connecting the charging device to a household power network by means of the plug-in element, in particular by means of a protective contact plug, by plugging the plug-in element into the household power socket. This means that the user does not have to rely on a special charging infrastructure to charge the energy storage module. Instead, charging the energy storage module is particularly easy for the user because - as he knows from other electrical or electronic devices - he simply plugs the energy storage module into the household power socket using the plug-in element.
Eine weitere mögliche Ausführungsform der Batterie sieht vor, dass die Batterie ein Sperrele- ment aufweist, das reversibel und zerstörungsfrei lösbar zwischen einer Sperrstellung und einer Freigabestellung feststellbar ist. In der Sperrstellung ragt das Sperrelement in einen Kopplungs- bereich der Batterie hinein, um die Batterie gegen ein Entkoppeln oder Koppeln der Speicher- module zu sperren. In der Freigabestellung ist das Sperrelement aus dem Koppelbereich aus- gerückt, um das Entkoppeln oder Koppeln der Speichermodule freizugeben. Ist also die Batterie im Kopplungszustand, das heißt, sind das Energiespeichermodul und das Leistungsspeicher- modul elektrisch miteinander gekoppelt, wird das Energiespeichermodul positionell gehalten, indem das Sperrelement in den Koppelbereich und insbesondere in eine Sperrelementauf- nahme des Energiespeichermoduls hineinragt. Damit fungiert das Sperrelement zum einen als ein Schutz gegen ein unbefugtes Entnehmen des Energiespeichermoduls aus der Batterie und zum anderen als Ladungssicherungselement. Denn aufgrund des in der Sperrelementauf- nahme sitzenden Sperrelements ist wirksam verhindert, dass das Energiespeichermodul bei übermäßiger Beschleunigung, beispielsweise bei einem Verkehrsunfall mit dem Kraftfahrzeug, aus der Batterie, insbesondere aus einer Energiespeichermodulaufnahme der Batterie, heraus- fällt. Da generell bei der Batterie vorgesehen ist, dass das Verstellen der Batterie zwischen dem Kopplungszustand und dem Entkopplungszustand für den Nutzer besonders einfach, insbeson- dere werkzeuglos, erfolgen kann, ist bei dem Sperrelement insbesondere vorgesehen, dass es zwischen der Sperrstellung und der Freigabestellung besonders einfach, insbesondere ohne zwingenden Einsatz eines Werkzeugs, verstellt werden kann. Another possible embodiment of the battery provides that the battery has a locking element that can be reversibly and non-destructively released between a locking position and a release position. In the locked position, the locking element projects into a coupling area of the battery in order to lock the battery against decoupling or coupling of the storage modules. In the release position, the blocking element is removed from the coupling area. moved to enable decoupling or coupling of the memory modules. If the battery is in the coupling state, that is, if the energy storage module and the power storage module are electrically coupled to one another, the energy storage module is held in position by the locking element protruding into the coupling area and in particular into a locking element receptacle of the energy storage module. The locking element thus functions, on the one hand, as protection against unauthorized removal of the energy storage module from the battery and, on the other hand, as a load securing element. Because of the locking element seated in the locking element receptacle, the energy storage module is effectively prevented from falling out of the battery, in particular from an energy storage module receptacle of the battery, in the event of excessive acceleration, for example in the event of a traffic accident involving the motor vehicle. Since it is generally provided for the battery that the adjustment of the battery between the coupling state and the decoupling state can be carried out particularly easily for the user, in particular without tools, it is particularly provided for the locking element that it is particularly easy to move between the locking position and the release position , especially without the mandatory use of a tool.
Das Laden einer gemäß der vorstehenden Beschreibung ausgebildeten Batterie stellt sich bei- spielsweise folgendermaßen dar: Es wird - falls noch nicht geschehen - die Batterie in den Ent- kopplungszustand gebracht, indem die Speichermodule zumindest elektrisch voneinander ent- koppelt werden. Beispielsweise wird die Batterie in den Entkopplungszustand gebracht, indem das Energiespeichermodul aus der Batterie entnommen bzw. herausgenommen wird, wodurch die Speicherelemente elektrisch und mechanisch voneinander getrennt werden. Es wird dann die Ladeeinrichtung des Energiespeichermoduls an ein infrastrukturelles elektrisches Energie- versorgungsnetz, insbesondere das Haushaltsstromnetz, angeschlossen, sodass das Energie- speichermodul über das Energieversorgungsnetz elektrisch geladen wird. Hierzu kann vorgese- hen sein, dass das Energiespeichermodul in einen Ladebetriebsmodus geschaltet wird oder dass das Energiespeichermodul automatisch geladen wird, sobald es mit dem Energieversor- gungsnetz elektrisch gekoppelt ist. Beim Laden wird das zweite Speichermodul zum Beispiel nicht temperiert, das heißt weder gekühlt noch erwärmt. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Temperierungseinrichtung der Batterie keinen zweiten Temperierungszweig aufweist. So wird die Energie, die dem zweiten Speichermodul über das Haushaltsstromnetz zugeführt wird, besonders effizient zum Laden des zweiten Speichermoduls eingesetzt. Charging a battery designed according to the above description is, for example, as follows: If this has not already happened, the battery is brought into the decoupling state by decoupling the storage modules from one another at least electrically. For example, the battery is brought into the decoupling state by removing the energy storage module from the battery, whereby the storage elements are electrically and mechanically separated from one another. The charging device of the energy storage module is then connected to an infrastructural electrical energy supply network, in particular the household power network, so that the energy storage module is electrically charged via the energy supply network. For this purpose, it can be provided that the energy storage module is switched to a charging operating mode or that the energy storage module is charged automatically as soon as it is electrically coupled to the energy supply network. When charging, for example, the second storage module is not tempered, i.e. neither cooled nor heated. This is particularly the case if the temperature control device of the battery does not have a second temperature control branch. The energy that is supplied to the second storage module via the household power network is used particularly efficiently to charge the second storage module.
Wenn die Batterie, insbesondere deren Temperierungseinrichtung, den zweiten Temperie- rungszweig zum Temperieren des zweiten Speichermoduls aufweist, wird dieses dennoch nicht gekühlt, da es von der Kühlfluidbereitstellungseinrichtung entkoppelt ist. Es kann in einer Wei- terbildung der Batterie vorgesehen sein, dass das zweite Speichermodul eine eigene (zweite) Kühlfluidbereitstellungseinrichtung aufweist, mittels derer der zweite Temperierungszweig im Entkopplungszustand mit Kühlfluid speisbar ist. Dann kann entweder das zweite Speichermodul zum Laden am Haushaltsstromnetz temperiert werden, oder es wird dennoch auf ein Temperie- ren des zweiten Speichermoduls verzichtet, indem die zweite Kühlfluidbereitstellungseinrichtung während des Ladens deaktiviert wird oder bleibt. If the battery, in particular its temperature control device, has the second temperature control branch for temperature control of the second storage module, this will still not be the case cooled because it is decoupled from the cooling fluid supply device. In a further development of the battery, it can be provided that the second storage module has its own (second) cooling fluid supply device, by means of which the second temperature control branch can be fed with cooling fluid in the decoupling state. Then either the second storage module can be tempered for charging on the household power network, or temperature control of the second storage module is nevertheless dispensed with by the second cooling fluid supply device being deactivated or remaining during charging.
Die Ladeeinrichtung wird vom Energieversorgungsnetz getrennt, wenn die vorgegebene bzw. erwünschte elektrische Energiemenge in das Energiespeichermodul geladen worden ist. Hier- nach wird die Batterie (wieder) in den Kopplungszustand gebracht, indem die Speichereinheiten elektrisch miteinander verbunden werden. Das Leistungsspeichermodul kann mittels des Ener- giespeichermoduls elektrisch geladen werden, oder das Energiespeichermodul stellt dessen elektrische Energie direkt dem Verbraucher bereit. Das Laden des Leistungsspeichermoduls beginnt beispielsweise, sobald die Speichermodule elektrisch miteinander gekoppelt bzw. elektrisch aneinander angeschlossen sind. Hierzu kann vorgesehen sein, dass das Leistungs- speichermodul in einen Ladebetriebsmodus geschaltet wird. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Leistungsspeichermodul automatisch in den Ladebetriebsmodus geschaltet wird, wenn das Energiespeichermodul elektrisch an das Leistungsspeichermodul angeschlossen wird. Hier- durch ist ein Kühlbedarf für das Energiespeichermodul besonders gering, wodurch sich für die Batterie insgesamt ein besonders geringer Kühlbedarf ergibt. Dadurch ist es möglich, die in der Batterie gespeicherte Energiemenge mehr als bisher für einen Vortrieb bzw. für eine Reichweite des Kraftfahrzeugs einzusetzen, da weniger Energie als bisher zur Temperierung der Batterie eingesetzt werden muss. The charging device is disconnected from the energy supply network when the specified or desired amount of electrical energy has been charged into the energy storage module. The battery is then brought into the coupling state (again) by electrically connecting the storage units to one another. The power storage module can be electrically charged using the energy storage module, or the energy storage module provides its electrical energy directly to the consumer. Charging of the power storage module begins, for example, as soon as the storage modules are electrically coupled to one another or electrically connected to one another. For this purpose, it can be provided that the power storage module is switched to a charging operating mode. In particular, it is provided that the power storage module is automatically switched to the charging operating mode when the energy storage module is electrically connected to the power storage module. As a result, the cooling requirement for the energy storage module is particularly low, which results in a particularly low cooling requirement for the battery overall. This makes it possible to use the amount of energy stored in the battery more than before for propulsion or for a range of the motor vehicle, since less energy than before has to be used to control the temperature of the battery.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, das mit einer gemäß der vorstehen- den Beschreibung ausgebildeten Batterie ausgerüstet bzw. ausgestattet ist. Demnach handelt es sich bei dem Kraftfahrzeug um ein Hybrid-Kraftfahrzeug oder um ein rein elektrisch antreib- bares bzw. fortbewegbares Kraftfahrzeug. Jedenfalls ist das Kraftfahrzeug dazu eingerichtet, einem Nutzer zumindest einen vollelektrischen Fahrbetriebsmodus bereitzustellen. Mit anderen Worten kann der Nutzer das Kraftfahrzeug unter Ausnutzung von lediglich elektrisch im Kraft- fahrzeug gespeicherter Energie fortbewegen bzw. anreiben. A further aspect of the invention relates to a motor vehicle which is equipped or is equipped with a battery designed in accordance with the above description. Accordingly, the motor vehicle is a hybrid motor vehicle or a motor vehicle that can be driven or moved purely electrically. In any case, the motor vehicle is set up to provide a user with at least one fully electric driving mode. In other words, the user can move or drive the motor vehicle using only electrical energy stored in the motor vehicle.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform des Kraftfahrzeugs ist vorgesehen, dass das Energiespeichermodul in einen für einen Endbenutzer bzw. Endkunden des Kraftfahrzeugs ohne Einsatz eines Werkzeugs erreichbaren Anteil eines Innenraums des Kraftfahrzeugs, ins- besondere in einer Fahrgastzelle oder in einem Lagerraum, angeordnet ist. Hierdurch ist es für den Nutzer des Kraftfahrzeugs auf besonders einfache Weise möglich, das Energiespeichermo- dul aus der Batterie und infolgedessen aus dem Kraftfahrzeug zu entnehmen, insbesondere, um das zuvor beschriebene Verfahren durchzuführen. In a further possible embodiment of the motor vehicle it is provided that the energy storage module is in one for an end user or end customer of the motor vehicle is arranged in a portion of the interior of the motor vehicle that can be reached without the use of a tool, in particular in a passenger cell or in a storage room. This makes it possible for the user of the motor vehicle in a particularly simple manner to remove the energy storage module from the battery and consequently from the motor vehicle, in particular in order to carry out the method described above.
Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung so- wie anhand der Zeichnung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der je- weils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstel- lung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Further features of the invention can be seen from the following description of the figures and from the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features shown below in the description of the figures and/or in the figures alone can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without to leave the scope of the invention.
Die Zeichnung zeigt in: The drawing shows in:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Batterie für ein Kraftfahrzeug, wobei zwei elektri- sche Speichermodule der Batterie in einem Entkopplungszustand angeordnet sind; 1 shows a schematic view of a battery for a motor vehicle, with two electrical storage modules of the battery being arranged in a decoupling state;
Fig. 2 eine schematische Ansicht der Batterie, wobei deren Speichermodule in einem Kopplungszustand miteinander gekoppelt sind; und 2 shows a schematic view of the battery, with its storage modules coupled to one another in a coupling state; and
Fig. 3 eine schematische Ansicht des Kraftfahrzeugs mit einem Nutzungsbeispiel der Bat- terie. 3 shows a schematic view of the motor vehicle with an example of use of the battery.
Im Folgenden werden eine Batterie 1 für ein Kraftfahrzeug 2 und das mit der Batterie 1 ausge- stattete Kraftfahrzeug 2 an sich in gemeinsamer Beschreibung dargelegt. In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichem Bezugszeichen versehen. Below, a battery 1 for a motor vehicle 2 and the motor vehicle 2 itself equipped with the battery 1 are presented in a joint description. In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht der Batterie 1 für das Kraftfahrzeug 2, wobei zwei elektri- sche Speichermodule 3, 4 der Batterie 1 in einem Entkopplungszustand angeordnet sind. Bei dem ersten elektrischen Speichermodul 3 handelt es sich vorliegend um ein Leistungsspeicher- modul 3, wobei es sich bei dem zweiten elektrischen Speichermodul 4 um ein Energiespeicher- modul 4 handelt. Dabei weist das Energiespeichermodul 4 eine geringere elektrische Leistungs- dichte und eine höhere elektrische Energiedichte als das Leistungsspeichermodul 3 auf. Die elektrischen Speichermodule 3, 4 weisen jeweils eine Vielzahl von elektrischen Energiespei- chereinheiten 5, 6 auf, wovon in den Figuren nur einige mit dem entsprechenden Bezugszei- chen versehen sind. Im vorliegenden Beispiel handelt es sich bei den Energiespeichereinheiten 5 des Leistungsspeichermoduls 3 um Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Oxid-Sekundärbatteriezel- len. Alternativ oder zusätzlich kann das Energiespeichermodul 4 wenigstens eine weitere Ener- giespeichereinheit 5 aufweisen, die als ein elektrischer Superkondensator ausgebildet ist. Da- hingegen handelt es sich bei den Energiespeichereinheiten 6 des Energiespeichermoduls 4 um Lithium-Eisen-Phosphat-Sekundärbatteriezellen. 1 shows a schematic view of the battery 1 for the motor vehicle 2, with two electrical storage modules 3, 4 of the battery 1 being arranged in a decoupling state. In the present case, the first electrical storage module 3 is a power storage module 3, while the second electrical storage module 4 is an energy storage module 4. The energy storage module 4 has a lower electrical power density and a higher electrical energy density than the power storage module 3. The electrical storage modules 3, 4 each have a large number of electrical energy storage cher units 5, 6, only some of which are provided with the corresponding reference symbols in the figures. In the present example, the energy storage units 5 of the power storage module 3 are lithium-nickel-manganese-cobalt-oxide secondary battery cells. Alternatively or additionally, the energy storage module 4 can have at least one further energy storage unit 5, which is designed as an electrical supercapacitor. In contrast, the energy storage units 6 of the energy storage module 4 are lithium iron phosphate secondary battery cells.
Die Speichermodule 3, 4 der Batterie 1 sind miteinander koppelbar und voneinander entkoppel- bar. Hierzu weist die Batterie 1 vorliegend ein elektrisches Batterienetz 7 auf, in das das Ener- giespeichermodul 4 integriert ist. Die Batterie 1 weist zudem eine Verbindungseinrichtung 8 auf, die dazu eingerichtet ist, mit einem elektrischen Verbraucher 9, vorliegend einem Bordnetz 10, elektrisch verbunden zu werden. Die Batterie 1 weist weiter eine Energiespeichermodulauf- nahme 11 auf, mittels derer das Energiespeichermodul 4 elektrisch mit dem Batterienetz 7 und infolgedessen mit dem Leistungsspeichermodul 3 kontaktierbar ist. Das Leistungsspeichermo- dul 3 und das Energiespeichermodul 4 werden mittels des Batterienetzes 7 elektrisch miteinan- der kontaktiert, indem das Energiespeichermodul 4 in die Energiespeichermodulaufnahme 11 der Batterie 1 eingesetzt wird. Hierzu korrespondieren eine Innengeometrie der Energiespei- chermodulaufnahme 11 und eine Außengeometrie des Energiespeichermoduls 4 miteinander, sodass das Energiespeichermodul 4 zum Beispiel formschlüssig in die Energiespeichermodu- laufnahme 11 einsetzbar ist. Das Energiespeichermodul 4 und die Energiespeichermodulauf- nahme 11 sind vorliegend derart ausgebildet, dass das Einsetzen des Energiespeichermoduls 4 in die Energiespeichermodulaufnahme 11 und das Kontaktieren bzw. Verbinden der Speicher- module 3, 4 jeweils ohne Einsatz eines Werkzeugs erfolgen kann. Hierdurch ist das Einsetzen des Energiespeichermoduls 4 in die Energiespeichermodulaufnahme 11 , wodurch die Speicher- module 3, 4 elektrisch miteinander verbunden werden, selbst durch Personen ausführbar, die keine spezielle technische Ausbildung hierzu erhalten haben. The storage modules 3, 4 of the battery 1 can be coupled to one another and decoupled from one another. For this purpose, the battery 1 in the present case has an electrical battery network 7 into which the energy storage module 4 is integrated. The battery 1 also has a connection device 8, which is designed to be electrically connected to an electrical consumer 9, in this case an on-board electrical system 10. The battery 1 also has an energy storage module receptacle 11, by means of which the energy storage module 4 can be electrically contacted with the battery network 7 and consequently with the power storage module 3. The power storage module 3 and the energy storage module 4 are electrically contacted with one another by means of the battery network 7 by inserting the energy storage module 4 into the energy storage module receptacle 11 of the battery 1. For this purpose, an internal geometry of the energy storage module receptacle 11 and an external geometry of the energy storage module 4 correspond to one another, so that the energy storage module 4 can be inserted into the energy storage module receptacle 11, for example, in a form-fitting manner. The energy storage module 4 and the energy storage module receptacle 11 are designed in such a way that the energy storage module 4 can be inserted into the energy storage module receptacle 11 and the storage modules 3, 4 can be contacted or connected without using a tool. This means that the insertion of the energy storage module 4 into the energy storage module receptacle 11, whereby the storage modules 3, 4 are electrically connected to one another, can be carried out even by people who have not received any special technical training in this regard.
Die Batterie 1 ist also zwischen einem Entkopplungszustand (siehe Fig. 1), in dem die Speicher- module 3, 4 elektrisch voneinander entkoppelt sind, und einem Kopplungszustand (siehe Fig. 2), in dem die Speichermodule 3, 4 elektrisch miteinander gekoppelt sind, verstellbar. Dabei ist das Leistungsspeichermodul 3 dazu eingerichtet, stationär im Kraftfahrzeug 2 mit dessen Bord- netz 10 elektrisch verbunden zu werden. Hierbei weist die Batterie 1 im vorliegenden Beispiel die Verbindungseinrichtung 8 auf, welche mittels des Batterienetzes 7 elektrisch mit dem Leis- tungsspeichermodul 3 verbunden ist. In Fig. 1 ist des Weiteren zu erkennen, dass das Energiespeichermodul 4 eine Ladeeinrichtung 12 aufweist, über welche es im Entkopplungszustand separat vom Leistungsspeichermodul 3 elektrisch geladen werden kann. Die Ladeeinrichtung 12, bei der es sich zum Beispiel um ein elektrisches Ladegerät handeln kann, kann - wie in Fig. 1 dargestellt - zusammen mit den Energiespeichereinheiten 5 in einem gemeinsamen Gehäuse des Energiespeichermoduls 4 an- geordnet sein. Alternativ ist es denkbar, dass die Ladeeinrichtung 12 außerhalb des Gehäuses des Energiespeichermoduls 4 angeordnet ist, beispielsweise bedarfsgerecht an das Energie- speichermodul 4 anschließbar ist. Vorliegend weist die Ladeeinrichtung 12 ein mit einer Haus- haltsstromsteckdose 13 (siehe Fig. 3) korrespondierendes Steckelement 14 auf. Bei dem Ste- ckelement 14 handelt es sich also beispielsweise um einen Schutzkontaktstecker. The battery 1 is therefore between a decoupling state (see FIG. 1), in which the memory modules 3, 4 are electrically decoupled from one another, and a coupling state (see FIG. 2), in which the memory modules 3, 4 are electrically coupled to one another , adjustable. The power storage module 3 is set up to be electrically connected to the vehicle electrical system 10 in a stationary manner in the motor vehicle 2. In this example, the battery 1 has the connection device 8, which is electrically connected to the power storage module 3 by means of the battery network 7. In Fig. 1 it can also be seen that the energy storage module 4 has a charging device 12, via which it can be electrically charged separately from the power storage module 3 in the decoupling state. The charging device 12, which can be an electrical charger, for example, can - as shown in FIG. 1 - be arranged together with the energy storage units 5 in a common housing of the energy storage module 4. Alternatively, it is conceivable that the charging device 12 is arranged outside the housing of the energy storage module 4, for example can be connected to the energy storage module 4 as required. In the present case, the charging device 12 has a plug-in element 14 corresponding to a household power socket 13 (see FIG. 3). The plug-in element 14 is, for example, a protective contact plug.
Ferner weist die Batterie 1 eine Temperierungseinrichtung 15 auf, die eine Kühlfluidbereitstel- lungseinheit 16 und einen von einem Kühlfluid durchströmbaren Kühlfluidkreislauf 17 aufweist, wobei es sich bei dem Kühlfluidkreislauf 17 beispielsweise um ein Rohr- und/oder Schlauch- werk handelt. Die Temperierungseinrichtung 15, insbesondere deren Kühlfluidkreislauf 17, weist einen ersten Temperierungszweig 18 auf, der dazu eingerichtet - das heißt angeordnet und ausgebildet - ist, das Leistungsspeichermodul 3 zu kühlen und/oder zu erwärmen. In einem Kühlbetrieb der Temperierungseinrichtung 15 wird ein Kühlfluid, beispielsweise eine Kühlflüssig- keit, mittels der Kühlfluidbereitstellungseinheit 16 angetrieben und durch den Kühlfluidkreislauf 17 gepumpt oder geblasen, wobei Wärme, die beim Laden und/oder Entladen des Leistungs- speichermoduls 3 freigesetzt wird, mittels des im Kühlfluidkreislauf 17 zirkulierenden Kühlfluids vom Leistungsspeichermodul 3 abtransportiert wird. In einem Erwärmungsbetrieb der Tempe- rierungseinrichtung wird das Kühlfluid andernorts erwärmt und mittels der Kühlfluidbereitstel- lungseinheit 16 durch den Kühlfluidkreislauf 17 hin zum Leistungsspeichermodul 3 gepumpt oder geblasen, wo dann die im Kühlfluid gespeicherte Wärme an das Leistungsspeichermodul 3 abgegeben wird, sodass das Leistungsspeichermodul 3 erwärmt wird. Furthermore, the battery 1 has a temperature control device 15, which has a cooling fluid supply unit 16 and a cooling fluid circuit 17 through which a cooling fluid can flow, the cooling fluid circuit 17 being, for example, a pipe and/or hose system. The temperature control device 15, in particular its cooling fluid circuit 17, has a first temperature control branch 18, which is set up - that is, arranged and designed - to cool and/or heat the power storage module 3. In a cooling operation of the temperature control device 15, a cooling fluid, for example a cooling liquid, is driven by means of the cooling fluid supply unit 16 and pumped or blown through the cooling fluid circuit 17, with heat that is released when charging and / or discharging the power storage module 3 being released by means of the Cooling fluid circulating in the cooling fluid circuit 17 is transported away from the power storage module 3. In a heating operation of the temperature control device, the cooling fluid is heated elsewhere and pumped or blown by means of the cooling fluid supply unit 16 through the cooling fluid circuit 17 to the power storage module 3, where the heat stored in the cooling fluid is then released to the power storage module 3, so that the power storage module 3 is heated becomes.
In einer möglichen Ausgestaltung der Batterie 1 ist das Energiespeichermodul 4 frei von der Temperierungseinrichtung 15 - das heißt, kein Temperierungszweig der Temperierungseinrich- tung 15 wirkt zum Kühlen und/oder Erwärmen des Energiespeichermoduls 4 mit diesem zusam- men oder auf dieses ein. Das bedeutet, dass in dieser Ausgestaltung im Kühlbetrieb und im Er- wärmungsbetrieb der Temperierungseinrichtung 15 keine Wärme vom Energiespeichermoduls 4 abtransportiert wird und keine Wärme zum Energiespeichermodul 4 transportiert wird. Im vorliegenden Beispiel ist eine andere Ausgestaltung der Batterie 1 vorgesehen, die sich von der bis hierher beschriebenen Batterie darin unterscheidet, dass die Temperierungseinrichtung 15 zum Temperieren des Energiespeichermoduls 4 einen zweiten Temperierungszweig 19 auf- weist. Ein Kühlen und/oder Erwärmen des Energiespeichermoduls 4 mittels der Temperierungs- einrichtung 15 ist beispielsweise im Kopplungszustand der Batterie 1 möglich, also wenn die Speichermodule 3, 4 miteinander gekoppelt sind. Zudem ist es denkbar, dass das Energiespei- chermoduls 4 eine eigene Temperierungseinrichtung (nicht dargestellt) aufweist, mittels derer das Energiespeichermodul 4 unabhängig von der Temperierungseinrichtung 15 temperierbar, das heißt erwärmbar und/oder kühlbar, ist. In a possible embodiment of the battery 1, the energy storage module 4 is free of the temperature control device 15 - that is, no temperature control branch of the temperature control device 15 acts together with or on the energy storage module 4 to cool and/or heat it. This means that in this embodiment, in the cooling mode and in the heating mode of the temperature control device 15, no heat is transported away from the energy storage module 4 and no heat is transported to the energy storage module 4. In the present example, another embodiment of the battery 1 is provided, which differs from the battery described so far in that the temperature control device 15 has a second temperature control branch 19 for temperature control of the energy storage module 4. Cooling and/or heating of the energy storage module 4 by means of the temperature control device 15 is possible, for example, in the coupled state of the battery 1, i.e. when the storage modules 3, 4 are coupled to one another. In addition, it is conceivable that the energy storage module 4 has its own temperature control device (not shown), by means of which the energy storage module 4 can be tempered, that is heated and/or cooled, independently of the temperature control device 15.
Die Batterie 1 weist zudem ein Sperrelement 20 auf, das zwischen einer Sperrstellung (siehe Fig. 2), in der es in die Energiespeichermodulaufnahme 11 und infolgedessen in einen Koppel- bereich 21 der Batterie 1 hineinragt, um die Batterie 1 gegen ein Entkoppeln oder Koppeln der Speichermodule 3, 4 zu sperren, und einer Freigabestellung (siehe Fig. 1), in der es aus dem Koppelbereich 21 , das heißt aus der Energiespeichermodulaufnahme 11 , ausgerückt ist, um das Entkoppeln oder Koppeln der Speichermodule 3, 4 freizugeben, verstellbar ist. Um also die Batterie 1 zwischen dem Kopplungszustand und dem Entkopplungszustand verstellen zu kön- nen, ist das Sperrelement 20 in dessen Freigabestellung (siehe Fig. 1) zu verstellen. Dies kann manuell oder mittels eines Aktors (nicht dargestellt) erfolgen. Soll das Energiespeichermodul 4 in der Energiespeichermodulaufnahme 11 positionell gesichert werden, beispielsweise gegen ein unbefugtes oder unbeabsichtigtes Herausnehmen, ist das Sperrelement 20 in dessen Sperr- stellung zu verstellen, wenn das Energiespeichermodul 4 bestimmungsgemäß in der Energie- speichermodulaufnahme 11 eingesetzt ist. The battery 1 also has a locking element 20, which protrudes between a locking position (see FIG. 2), in which it protrudes into the energy storage module receptacle 11 and consequently into a coupling area 21 of the battery 1, to prevent the battery 1 from being decoupled or coupled of the storage modules 3, 4, and a release position (see FIG. 1), in which it is disengaged from the coupling area 21, that is, from the energy storage module receptacle 11, in order to release the decoupling or coupling of the storage modules 3, 4, is adjustable . In order to be able to adjust the battery 1 between the coupling state and the decoupling state, the locking element 20 must be adjusted to its release position (see FIG. 1). This can be done manually or using an actuator (not shown). If the energy storage module 4 is to be secured positionally in the energy storage module receptacle 11, for example against unauthorized or unintentional removal, the locking element 20 must be adjusted into its locking position when the energy storage module 4 is inserted as intended in the energy storage module receptacle 11.
Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht der Batterie 1 , wobei deren Speichermodule 3, 4 im Kopplungszustand miteinander elektrisch gekoppelt sind. Das bedeutet, dass die Batterie 1 aus dem Entkopplungszustand (Fig. 1) in den Kopplungszustand (Fig. 2) verstellt worden ist, indem das Energiespeichermodul 4 bestimmungsgemäß in die Energiespeichermodulaufnahme 11 der Batterie 1 eingesetzt worden ist. Hierbei sind dann die Speichermodule 3, 4 - vorliegend mittels des Batterienetzes 7 - elektrisch miteinander gekoppelt bzw. elektrisch aneinander an- geschlossen. Die Batterie 1 weist wenigstens einen Betriebsmodus auf, indem im Kopplungszu- stand - das heißt bei mit dem Energiespeichermodul 4 elektrisch gekoppelten Leistungsspei- chermodul 3 - dem Leistungsspeichermodul 3 elektrische Ladeenergie aus dem Energiespei- chermodul 4 zugestellt wird. Die Batterie 1 , insbesondere deren Batterienetz 7, umfasst ein elektrisches Netz aus Leitern, beispielsweise Kabeln, Platinen, Stromschienen etc., sowie ins- besondere ein elektrisches und/oder elektronisches Steuergerät 22, das dazu eingerichtet ist, Stromstärken, Spannungsstärken und/oder Polaritäten innerhalb des elektrischen Leitungsnet- zes des Batterienetzes 7 zu steuern und/oder zu regeln. Insbesondere ist das Steuergerät 22 dazu eingerichtet, die Batterie zwischen dem Betriebsmodus, in dem das Leistungsspeichermo- dul 3 mittels des Energiespeichermoduls 4 geladen wird, und wenigstens einem anderen Be- triebsmodus umzuschalten. 2 shows a schematic view of the battery 1, the storage modules 3, 4 of which are electrically coupled to one another in the coupling state. This means that the battery 1 has been moved from the decoupling state (FIG. 1) to the coupling state (FIG. 2) by inserting the energy storage module 4 into the energy storage module receptacle 11 of the battery 1 as intended. The storage modules 3, 4 are then electrically coupled to one another or electrically connected to one another - in the present case by means of the battery network 7. The battery 1 has at least one operating mode in which in the coupling state - that is, with the power storage module 3 electrically coupled to the energy storage module 4 - the power storage module 3 is supplied with electrical charging energy from the energy storage module 4. The battery 1, in particular its battery network 7, comprises an electrical network of conductors, for example cables, circuit boards, busbars, etc., as well as in particular in particular an electrical and/or electronic control device 22, which is set up to control and/or regulate current strengths, voltage strengths and/or polarities within the electrical line network of the battery network 7. In particular, the control device 22 is set up to switch the battery between the operating mode in which the power storage module 3 is charged by means of the energy storage module 4 and at least one other operating mode.
Das Energiespeichermodul 4 weist im vorliegenden Beispiel eine bestimmte Anzahl von elektri- schen Energiespeichereinheiten 6 auf, sodass eine Masse des Energiespeichermoduls 4 einen vorgegebenen Massegrenzwert, insbesondere 10 Kilogramm oder weniger, nicht überschreitet, wobei mittels des Energiespeichermoduls 4, das heißt mittels der Energiespeichereinheiten 6 des Energiespeichermoduls 4, eine vorgegebene elektrische Energiemenge speicherbar ist. Dabei ist die Anzahl der Energiespeichereinheiten 6 so bestimmt, dass unter Berücksichtigung eines zu erwartenden Energieverbrauchs des Kraftfahrzeugs 2 damit unter Ausnutzung er im Energiespeichermodul 4 gespeicherten vorgegebenen Energiemenge eine vorgegebene Min- deststreckenlänge, beispielsweise 25 Kilometer oder mehr, gefahren werden kann. Zudem ist im vorliegenden Beispiel vorgesehen, dass die Anzahl der Energiespeichereinheiten 6 so be- stimmt ist, dass das Energiespeichermodul 4 innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer mit der vorgegebenen elektrischen Energiemenge aufgeladen werden kann. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass zum Aufladen des Energiespeichermoduls 4 bis auf die vorgegebene elektri- sche Energiemenge die Energiespeichereinheiten 6 des Energiespeichermoduls 4 nicht voll- ständig, sondern bis auf einen vorgegebenen Ladezustandsgrenzwert, beispielsweise 70 %, aufgeladen werden. In the present example, the energy storage module 4 has a certain number of electrical energy storage units 6, so that a mass of the energy storage module 4 does not exceed a predetermined mass limit value, in particular 10 kilograms or less, by means of the energy storage module 4, that is to say by means of the energy storage units 6 of the Energy storage module 4, a predetermined amount of electrical energy can be stored. The number of energy storage units 6 is determined such that, taking into account the expected energy consumption of the motor vehicle 2, a predetermined minimum distance, for example 25 kilometers or more, can be driven using the predetermined amount of energy stored in the energy storage module 4. In addition, in the present example it is provided that the number of energy storage units 6 is determined such that the energy storage module 4 can be charged with the predetermined amount of electrical energy within a predetermined period of time. In particular, it is provided that in order to charge the energy storage module 4 up to the predetermined amount of electrical energy, the energy storage units 6 of the energy storage module 4 are not charged completely, but rather up to a predetermined charge state limit value, for example 70%.
Ein möglicher Anwendungsfall der Batterie 1 bzw. des mit der Batterie 1 ausgerüsteten Kraft- fahrzeugs 2 wird im Folgenden anhand von Fig. 3 erläutert, die in schematischer Ansicht das Kraftfahrzeug 2 mit einem Nutzungsbeispiel der Batterie 1 zeigt. Ein Nutzer 23 des Kraftfahr- zeugs 2 bzw. der Batterie 1 fährt zu einem Zielpunkt, beispielsweise zu seiner Arbeitsstelle. Da- bei ist die Batterie 1 des Kraftfahrzeugs 2 im Kopplungszustand, was bedeutet, dass beim Fah- ren zum Zielpunkt die Speichermodule 3, 4 miteinander gekoppelt bzw. elektrisch miteinander verbunden sind. Es kann also vorgesehen sein, dass unter einem Entladen der Speichermodule 3, 4 mit dem Kraftfahrzeug 2 zum Zielpunkt gefahren wird. Hierbei ist es möglich, dass lediglich das Leistungsspeichermodul 3 entladen wird oder lediglich das Energiespeichermodul 4 entla- den wird. Zudem ist es denkbar, dass zum Fortbewegen des Kraftfahrzeugs 2 sowohl das Leis- tungsspeichermodul 3 als auch das Energiespeichermodul 4 entladen werden, beispielsweise nacheinander oder gleichzeitig. Für eine besonders effiziente Beschleunigung des Kraftfahr- zeugs 2 ist eine hohe elektrische Leistung vonnöten, sodass vorzugsweise, insbesondere im Stadtverkehr, mittels des Leistungsspeichermoduls 3 elektrische Energie zum Antreiben bzw. Fortbewegen des Kraftfahrzeugs 2 dem hier als Antriebsmaschine 24 ausgebildeten Verbrau- cher 9 bereitgestellt wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Leistungsspeichermodul 3 mit- tels des Energiespeichermoduls 4 - insbesondere während der Fahrt - geladen wird. A possible application of the battery 1 or the motor vehicle 2 equipped with the battery 1 is explained below with reference to FIG. 3, which shows a schematic view of the motor vehicle 2 with an example of use of the battery 1. A user 23 of the motor vehicle 2 or the battery 1 drives to a destination, for example to his place of work. The battery 1 of the motor vehicle 2 is in the coupling state, which means that when driving to the destination, the storage modules 3, 4 are coupled to one another or electrically connected to one another. It can therefore be provided that the motor vehicle 2 is driven to the destination point while the storage modules 3, 4 are unloaded. It is possible here that only the power storage module 3 is discharged or only the energy storage module 4 is discharged. In addition, it is conceivable that both the power storage module 3 and the energy storage module 4 are discharged in order to move the motor vehicle 2, for example one after the other or simultaneously. For a particularly efficient acceleration of the motor vehicle 2, a high electrical power is required, so that preferably, particularly in city traffic, electrical energy for driving or moving the motor vehicle 2 is provided to the consumer 9, which is designed here as a drive machine 24, by means of the power storage module 3 . It can be provided that the power storage module 3 is charged by means of the energy storage module 4 - in particular while driving.
Am Zielpunkt angekommen, verstellt der Nutzer 23 die Batterie 1 in den Entkopplungszustand, indem der Nutzer 23 das Energiespeichermodul 4 aus der Batterie 1 , insbesondere aus dem Kraftfahrzeug 2, entnimmt. Dabei werden die Speichermodule 3, 4 elektrisch voneinander ge- trennt. Da das Energiespeichermodul 4 im vorliegenden Beispiel besonders leicht und infolge- dessen portabel bzw. tragbar ausgebildet ist, ist es für den Nutzer 23 besonders einfach, das Energiespeichermodul 4 mit an seinen Arbeitsplatz 25 zu nehmen und es dort mit einem Haus- haltsstromnetz (nicht dargestellt) zu verbinden, indem der Nutzer 23 das Steckelement 14 in eine Haushaltsstromsteckdose 13 einsteckt. Mit anderen Worten verbindet der Nutzer das Energiespeichermodul 4 mit dem Haushaltsstromnetz, indem die Ladeeinrichtung 12 über das Steckelement 14 und über die Haushaltsstromsteckdose 13 mit dem Haushaltsstromnetz ge- koppelt wird. Automatisch oder manuell wird dann das Energiespeichermodul 4 in einen Lade- betriebsmodus geschaltet, in welchem die Energiespeichereinheiten 6 des Energiespeichermo- duls 4 elektrisch geladen werden. Dies ist für den Nutzer 23 besonders zeiteffizient, da das Auf- laden des Energiespeichermoduls 4 nicht beaufsichtigt werden muss und es während der Ar- beitszeit des Nutzers 23 erfolgen kann. Aufgrund des besonders langsamen und dadurch zell- schonenden Ladens des Energiespeichermoduls 4 wird auf eine Temperierung des Energie- speichermoduls 4 verzichtet. Once at the destination, the user 23 puts the battery 1 into the decoupling state by the user 23 removing the energy storage module 4 from the battery 1, in particular from the motor vehicle 2. The memory modules 3, 4 are electrically separated from one another. Since the energy storage module 4 in the present example is particularly light and therefore portable or portable, it is particularly easy for the user 23 to take the energy storage module 4 with him to his workplace 25 and connect it there to a household power network (not shown ) to be connected by the user 23 inserting the plug-in element 14 into a household power socket 13. In other words, the user connects the energy storage module 4 to the household power network by coupling the charging device 12 to the household power network via the plug-in element 14 and via the household power socket 13. The energy storage module 4 is then automatically or manually switched to a charging operating mode in which the energy storage units 6 of the energy storage module 4 are electrically charged. This is particularly time-efficient for the user 23, since the charging of the energy storage module 4 does not need to be supervised and it can take place during the user 23's working hours. Due to the particularly slow and therefore cell-friendly charging of the energy storage module 4, there is no need for temperature control of the energy storage module 4.
Sobald die Energiespeichereinheiten 6 des Energiespeichermoduls 4 bis auf die gewünschte Energiemenge geladen sind, kann der Nutzer 23 das Energiespeichermodul 4 von dem Haus- haltsstromnetz entkoppeln, indem der Nutzer 23 das Steckelement 14 und die Haushalts- stromsteckdose 13 voneinander entkoppelt. Beabsichtigt der Nutzer 23, mit dem Kraftfahrzeug 2 den Zielpunkt, beispielsweise die Arbeitsstelle, zu verlassen, nimmt der Nutzer 23 das Ener- giespeichermodul 4 am Arbeitsplatz 25 auf und trägt es zum Kraftfahrzeug 2. Dort versetzt der Nutzer 23 die Batterie 1 wieder in den Kopplungszustand, indem der Nutzer 23 das Energie- speichermodul 4 in die Energiespeichermodulaufnahme 11 bzw. in das Kraftfahrzeug 2 einsetzt. Hierdurch werden die Speichermodule 3, 4 elektrisch aneinander angeschlossen bzw. elek- trisch miteinander gekoppelt. Der Nutzer 23 tritt dann mit dem Kraftfahrzeug 2 seine Fahrt an, wobei die im Energiespeichermodul 4 gespeicherte elektrische Energie zum Antreiben des Kraftfahrzeugs 2 genutzt wird. Dies kann direkt oder indirekt erfolgen; zum einen kann vorgese- hen sein, dass unter Umgehung des Leistungsspeichermoduls 3 elektrische Energie direkt aus dem Energiespeichermodul 4 dem Verbraucher 9 bzw. der Antriebsmaschine 24 bereitgestellt wird. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass mittels des Energiespeichermoduls 4 das Leistungsspeichermodul 3 elektrisch geladen wird, sodass mittels des Leistungsspeicher- moduls 3 dem Verbraucher 9 bzw. der Antriebsmaschine 24 elektrische Energiebereitgestellt wird. As soon as the energy storage units 6 of the energy storage module 4 have been charged to the desired amount of energy, the user 23 can decouple the energy storage module 4 from the household power network by the user 23 decoupling the plug-in element 14 and the household power socket 13 from each other. If the user 23 intends to leave the destination point, for example the workplace, with the motor vehicle 2, the user 23 picks up the energy storage module 4 at the workplace 25 and carries it to the motor vehicle 2. There the user 23 puts the battery 1 back into place Coupling state in which the user 23 inserts the energy storage module 4 into the energy storage module receptacle 11 or into the motor vehicle 2. As a result, the memory modules 3, 4 are electrically connected to one another or electrically coupled to one another. The user 23 then starts his journey with the motor vehicle 2, wherein the electrical energy stored in the energy storage module 4 is used to drive the motor vehicle 2. This can be done directly or indirectly; On the one hand, it can be provided that electrical energy is provided directly from the energy storage module 4 to the consumer 9 or the drive machine 24, bypassing the power storage module 3. Alternatively or additionally, it can be provided that the power storage module 3 is electrically charged by means of the energy storage module 4, so that electrical energy is provided to the consumer 9 or the drive machine 24 by means of the power storage module 3.
Für den Nutzer 23 gestaltet sich das Verstellen der Batterie 1 zwischen deren Kopplungszu- stand und deren Entkopplungszustand besonders einfach, da im vorliegenden Beispiel vorgese- hen ist, dass das Energiespeichermodul 4 in einem Anteil eines Innenraums 26 des Kraftfahr- zeugs 2 angeordnet ist, der für den Nutzer 23 (beispielsweise einen Endbenutzer bzw. Endkun- den) besonders einfach und/oder aufwandsarm erreichbar bzw. zugänglich ist. Dabei ist vorge- sehen, dass der Nutzer 23 zum Erreichen des Anteils des Innenraums 26 bzw. zum Erreichen des Energiespeichermoduls 4 keinerlei Werkzeug einsetzen muss. Beispielsweise ist das Ener- giespeichermodul 4 einfach erreichbar in einer Fahrgastzelle, einem Laderaum etc. angeordnet. For the user 23, adjusting the battery 1 between its coupling state and its decoupling state is particularly easy, since in the present example it is provided that the energy storage module 4 is arranged in a portion of an interior 26 of the motor vehicle 2, which can be reached or accessed particularly easily and/or with little effort for the user 23 (for example an end user or end customer). It is envisaged that the user 23 does not have to use any tools to reach the portion of the interior 26 or to reach the energy storage module 4. For example, the energy storage module 4 is easily accessible in a passenger cell, a cargo space, etc.
Durch die Batterie 1 , das Kraftfahrzeug 2 und das Verfahren zum Laden bzw. Teilladen der Bat- terie 1 ist eine jeweilige Möglichkeit aufgezeigt, um eine Batterie 1 eines ganz oder teilweise elektrisch antreibbaren bzw. fortbewegbaren Kraftfahrzeugs besonders einfach oder aufwands- arm elektrisch laden zu können. Hier kommt eine Zellmix-Batterie mit Energiezellen (LFP) und Leistungszellen (NMC) zum Einsatz, wobei es sich bei den Leistungszellen auch um elektrische Superkondensatoren (SuperCaps) handeln kann. Vorteilhaft bei einer solchen Batterie ist, dass man eine besonders leichte und/oder kompakte sowie ökonomisch besonders günstige Batterie bauen kann, mittels derer dennoch eine hohe Entlade- und eine hohe Ladeleistung darstellbar sind. So kann unter anderem mit hoher Effizienz rekuperiert werden, was sich in einem Reich- weitenvorteil für das Kraftfahrzeug 2 - insbesondere im Stadtfahrbetrieb - niederschlägt. Um das Nachladen der Leistungszellen aus den Energiezellen zu ermöglichen, ist eine besonders leistungsfähiger und besonders effizienter Gleichstromwandler zwischen den Speichermodulen 3, 4 erforderlich. The battery 1, the motor vehicle 2 and the method for charging or partially charging the battery 1 show a respective possibility for electrically charging a battery 1 of a fully or partially electrically driven or movable motor vehicle in a particularly simple or low-effort manner can. A cell mix battery with energy cells (LFP) and power cells (NMC) is used here, whereby the power cells can also be electrical supercapacitors (SuperCaps). The advantage of such a battery is that you can build a particularly light and/or compact as well as economically particularly favorable battery, which can still be used to achieve high discharge and high charging performance. Among other things, recuperation can be carried out with high efficiency, which is reflected in a range advantage for the motor vehicle 2 - especially in city driving. In order to enable the power cells to be recharged from the energy cells, a particularly powerful and particularly efficient DC converter is required between the storage modules 3, 4.
Da Temperierungsbedarf, insbesondere Kühlungsbedarf, lediglich für das Leistungsspeicher- modul 3 besteht, kann auf eine Temperierung, insbesondere Kühlung, des Energiespeichermo- duls 4 verzichtet werden. Konzeptionell ist das Vorsehen einer Temperierung des Energiespei- chermoduls 4 mit besonders geringem Aufwand verbunden, sodass die Temperierungseinrich- tung 15 besonders einfach mit dem zweiten Temperierungszweig 19 ausgerüstet werden kann. Since the need for temperature control, in particular cooling, only exists for the power storage module 3, there is no need for temperature control, in particular cooling, of the energy storage module 4. Conceptually, the provision of temperature control of the energy storage chermodul 4 with particularly little effort, so that the temperature control device 15 can be particularly easily equipped with the second temperature control branch 19.
BEZUGSZEICHENLISTE REFERENCE SYMBOL LIST
1 Batterie 1 battery
2 Kraftfahrzeug 2 motor vehicle
3 erstes elektrisches Speichermodul (Leistungsspeichermodul)3 first electrical storage module (power storage module)
4 zweites elektrisches Speichermodul (Energiespeichermodul)4 second electrical storage module (energy storage module)
5 Energiespeichereinheit 5 energy storage unit
6 Energiespeichereinheit 6 energy storage unit
7 Batterienetz 7 battery network
8 Verbindungseinrichtung 8 connection device
9 Verbraucher 9 consumers
10 Bordnetz 10 electrical system
11 Energiespeichermodulaufnahme 11 Energy storage module holder
12 Ladeeinrichtung 12 loading device
13 Haushaltsstromsteckdose 13 household power socket
14 Steckelement 14 plug-in element
15 Temperierungseinrichtung 15 temperature control device
16 Kühlfluidbereitstellungseinheit 16 Cooling fluid supply unit
17 Kühlfluidkreislauf 17 cooling fluid circuit
18 erster T emperierungszweig 18 first temperature control branch
19 zweiter Temperierungszweig 19 second temperature control branch
20 Sperrelement 20 locking element
21 Koppelbereich 21 paddock area
22 Steuergerät 22 control unit
23 Nutzer 23 users
24 Antriebsmaschine 24 prime mover
25 Arbeitsplatz 25 workplace
26 Innenraum 26 interior

Claims

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS
1. Batterie (1) für ein Kraftfahrzeug (2), wobei die Batterie (1) aufweist: 1. Battery (1) for a motor vehicle (2), the battery (1) having:
- ein erstes elektrisches Speichermodul (3), das dazu eingerichtet ist, stationär im Kraftfahrzeug (2) mit dessen Bordnetz (10) elektrisch verbunden zu werden,- a first electrical storage module (3), which is designed to be electrically connected to the vehicle's on-board electrical system (10) in a stationary manner in the motor vehicle (2),
- ein zweites elektrisches Speichermodul (4), - a second electrical storage module (4),
- eine Temperierungseinrichtung (15), die zum Temperieren des ersten Speichermo- duls (3) einen ersten Temperierungszweig (18) aufweist, wobei die Batterie (1) zwischen einem - A temperature control device (15), which has a first temperature control branch (18) for temperature control of the first storage module (3), the battery (1) being between one
- Kopplungszustand, in dem die Speichermodule (3, 4) elektrisch miteinander gekop- pelt sind, - Coupling state in which the memory modules (3, 4) are electrically coupled to one another,
- und einem Entkopplungszustand, in dem die Speichermodule (3, 4) elektrisch von- einander entkoppelt sind, verstellbar ist, wobei das das zweite Speichermodul (4) eine Ladeeinrichtung (12) aufweist, über wel- che es im Entkopplungszustand separat vom ersten Speichermodul (3) elektrisch gela- den werden kann. - and a decoupling state, in which the memory modules (3, 4) are electrically decoupled from one another, is adjustable, wherein the second memory module (4) has a charging device (12), via which it is charged separately from the first memory module in the decoupling state (3) can be charged electrically.
2. Batterie (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Kopplungszustand die Speichermodule (3, 4) mechanisch miteinander gekoppelt sind, und im Entkopplungszustand die Speichermodule (3, 4) mechanisch voneinander entkoppelt sind. 2. Battery (1) according to claim 1, characterized in that in the coupling state the memory modules (3, 4) are mechanically coupled to one another, and in the decoupling state the memory modules (3, 4) are mechanically decoupled from one another.
3. Batterie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierungseinrichtung (15) zum Temperieren des zweiten Speichermoduls (4) einen zweiten Temperierungszweig (19) aufweist. 3. Battery according to claim 1 or 2, characterized in that the temperature control device (15) for temperature control of the second storage module (4) has a second temperature control branch (19).
4. Batterie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Speichermodul (4) frei von der Temperierungseinrichtung (15) ist. Batterie (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (1) einen Betriebsmodus aufweist, in dem im Kopplungszustand dem ersten Speichermodul (3) elektrische Ladeenergie aus dem zweiten Speichermodul (4) zuge- stellt wird. Batterie (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Speichermodul (4) als ein Energiespeichermodul (4) ausgebildet ist, und das erste Speichermodul (3) als ein Leistungsspeichermodul (3) ausgebildet ist, das eine ge- ringere elektrische Energiedichte und eine höhere elektrische Leistungsdichte als das Energiespeichermodul (4) aufweist. Batterie (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Speichermodul (4) eine bestimmte Anzahl von elektrischen Energiespeicher- einheiten (6) aufweist, sodass 4. Battery according to claim 1 or 2, characterized in that the second storage module (4) is free of the temperature control device (15). Battery (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the battery (1) has an operating mode in which, in the coupling state, electrical charging energy from the second storage module (4) is supplied to the first storage module (3). Battery (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the second storage module (4) is designed as an energy storage module (4), and the first storage module (3) is designed as a power storage module (3) which has a lower electrical energy density and a higher electrical power density than the energy storage module (4). Battery (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the second storage module (4) has a certain number of electrical energy storage units (6), so that
- eine Masse des zweiten Speichermoduls (4) einen vorgegebenen Massegrenzwert nicht überschreitet, - a mass of the second storage module (4) does not exceed a predetermined mass limit,
- wobei mittels des zweiten Speichermoduls (4) eine vorgegebene elektrische Ener- giemenge speicherbar ist. Batterie (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Massegrenzwert 10 Kilogramm oder weniger beträgt. Batterie (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Energiespeichereinheiten (6) so bestimmt ist, dass unter Berücksichti- gung eines zu erwartenden Energieverbrauchs des Kraftfahrzeugs (2) damit unter Aus- nutzung der im zweiten Speichermodul (4) gespeicherten vorgegebenen Energiemenge eine vorgegebene Mindeststreckenlänge gefahren werden kann. Batterie (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Energiespeichereinheiten (6) so bestimmt ist, dass das zweite Speicher- modul (4) innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer mit der vorgegebenen elektrischen Energiemenge aufgeladen werden kann. Batterie (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinrichtung (12) ein mit einer Haushaltsstromsteckdose (13) korrespondieren- des Steckelement (14) aufweist. Batterie (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Sperrelement (20), das zwischen einer Sperrstellung, in der es in einen Koppelbe- reich (21) der Batterie (1) hineinragt, um die Batterie (1) gegen ein Entkoppeln oder Koppeln der Speichermodule (3, 4) zu sperren, und einer Freigabestellung, in der es aus dem Koppelbereich (21) ausgerückt ist, um das Entkoppeln oder Koppeln der Speicher- module (3, 4) freizugeben, verstellbar ist. Kraftfahrzeug (2) mit einer nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildeten Batterie (1). Kraftfahrzeug (2) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Speichermodul (4) in einem für einen Endbenutzer des Kraftfahrzeugs (2) ohne Einsatz eines Werkzeugs erreichbaren Anteil eines Innenraums (26) des Kraftfahr- zeugs (2), insbesondere in einer Fahrgastzelle oder in einem Laderaum, angeordnet ist. - Whereby a predetermined amount of electrical energy can be stored by means of the second storage module (4). Battery (1) according to claim 7, characterized in that the mass limit is 10 kilograms or less. Battery (1) according to claim 7 or 8, characterized in that the number of energy storage units (6) is determined such that, taking into account the expected energy consumption of the motor vehicle (2), the energy in the second storage module (4 ) stored predetermined amount of energy can be driven a predetermined minimum distance. Battery (1) according to one of claims 7 to 9, characterized in that the number of energy storage units (6) is determined such that the second storage module (4) can be charged with the predetermined amount of electrical energy within a predetermined period of time. Battery (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the charging device (12) has a plug-in element (14) corresponding to a household power socket (13). Battery (1) according to one of the preceding claims, characterized by a locking element (20) which extends between a locking position in which it protrudes into a coupling area (21) of the battery (1) to prevent decoupling of the battery (1). or coupling of the memory modules (3, 4), and a release position in which it is disengaged from the coupling area (21) in order to enable the decoupling or coupling of the memory modules (3, 4), is adjustable. Motor vehicle (2) with a battery (1) designed according to one of claims 1 to 12. Motor vehicle (2) according to claim 13, characterized in that the second storage module (4) is in a portion of an interior (26) of the motor vehicle (2) that can be reached by an end user of the motor vehicle (2) without the use of a tool, in particular in a Passenger cell or in a cargo space is arranged.
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