DE102017216786A1 - Cell module monitoring device for a vehicle battery, cell module and vehicle battery - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zellmodulüberwachungsvorrichtung (1) für eine Fahrzeugbatterie (12). Die Zellmodulüberwachungsvorrichtung (1) umfasst ein erstes Bauteil (4), welches eine Auswertungseinheit (4.1) und eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung (4.2, 4.3) umfasst, und eine zumindest teilweise flexible Trägerplatte (2), wobei die zumindest teilweise flexible Trägerplatte (2) einen Bereich (3) aufweist, bei dem das erste Bauteil (4) angeordnet ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Zellmodul (10) für eine Fahrzeugbatterie (12) mit einer Zellmodulüberwachungsvorrichtung (1) und eine Fahrzeugbatterie (12) mit mehreren Zellmodulen (10) und einer Zellmodulüberwachungsvorrichtung (1).

Figure DE102017216786A1_0000
The invention relates to a cell module monitoring device (1) for a vehicle battery (12). The cell module monitoring device (1) comprises a first component (4), which comprises an evaluation unit (4.1) and a wireless communication device (4.2, 4.3), and an at least partially flexible carrier plate (2), wherein the at least partially flexible carrier plate (2) has a Region (3), in which the first component (4) is arranged. The invention further relates to a cell module (10) for a vehicle battery (12) having a cell module monitoring device (1) and a vehicle battery (12) having a plurality of cell modules (10) and a cell module monitoring device (1).
Figure DE102017216786A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Zellmodulüberwachungsvorrichtung für eine Fahrzeugbatterie. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Zellmodul für eine Fahrzeugbatterie mit einer Zellmodulüberwachungsvorrichtung und eine Fahrzeugbatterie mit mehreren Zellmodulen und zumindest einer Zellmodulüberwachungsvorrichtung.The invention relates to a cell module monitoring device for a vehicle battery. Furthermore, the invention relates to a cell module for a vehicle battery having a cell module monitoring device and a vehicle battery having a plurality of cell modules and at least one cell module monitoring device.

Die zunehmende Verbreitung elektrisch betriebener Fahrzeuge sowie von Hybridfahrzeugen führt dazu, dass bei der Herstellung von Fahrzeugbatterien, die diese Fahrzeuge zumindest teilweise antreiben, kostengünstige und zugleich bauraumsparende Lösungen gesucht werden. Fahrzeugbatterien, die insbesondere in das Traktionsnetz von Fahrzeugen eingebunden werden, umfassen in der Regel mehrere Zellmodule, deren Batteriekenngrößen über zumindest ein Zellmodulüberwachungsgerät gemessen und überwacht werden. Solche Zellmodulüberwachungsgeräte umfassen eine Vielzahl von Bauteilen, deren Installation und Konstruktion einen hohen Aufwand bedeuten. Insbesondere die Anbringung von Widerständen und Verbindungssteckern führt zu einem hohen Bauraumbedarf. Zudem werden separate Heizsysteme verbaut, die dafür sorgen, dass Fahrzeugbatterien auch bei niedrigen Temperaturen eine zufriedenstellende Leistung erbringen können. Doch auch dies ist mit hohen Kosten und einem großen Bauraumbedarf verbunden.The increasing use of electrically powered vehicles and hybrid vehicles means that in the production of vehicle batteries that drive these vehicles at least partially, cost-effective and space-saving solutions are sought. Vehicle batteries, which are integrated into the traction network of vehicles in particular, generally comprise a plurality of cell modules whose battery characteristics are measured and monitored via at least one cell module monitoring device. Such cell module monitoring devices comprise a multiplicity of components, the installation and construction of which mean a high outlay. In particular, the attachment of resistors and connectors leads to a high space requirement. In addition, separate heating systems are installed, which ensure that vehicle batteries can provide a satisfactory performance even at low temperatures. But even this is associated with high costs and a large space requirement.

Aus der DE 10 2015 202 601 A1 ist ein Akkumulator bekannt, bei welchem Widerstände mittels Widerstandsleitungen bereitgestellt werden.From the DE 10 2015 202 601 A1 An accumulator is known in which resistors are provided by means of resistance lines.

Weiterhin ist aus der WO 2013/066926 A1 ein Batteriemodul bekannt, welches Zellmodule umfasst. Zwischen den Zellmodulen sind jeweils Heizmatten angeordnet, mittels welcher die Zellmodule geheizt werden können.Furthermore, from the WO 2013/066926 A1 a battery module is known which comprises cell modules. Between the cell modules each heating mats are arranged, by means of which the cell modules can be heated.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zellmodulüberwachungsvorrichtung, ein Zellmodul und eine Fahrzeugbatterie bereitzustellen, welche kompakt und kostengünstig gefertigt werden können.The present invention has for its object to provide a cell module monitoring device, a cell module and a vehicle battery, which can be made compact and inexpensive.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Zellmodulüberwachungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Zellmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 6 und eine Fahrzeugbatterie mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.According to the invention, this object is achieved by a cell module monitoring device having the features of claim 1, a cell module having the features of claim 6 and a vehicle battery having the features of claim 7. Advantageous embodiments and further developments emerge from the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Zellmodulüberwachungsvorrichtung umfasst ein erstes Bauteil, welches eine Auswertungseinheit und eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung umfasst. Weiterhin umfasst die Zellmodulüberwachungsvorrichtung eine zumindest teilweise flexible Trägerplatte, wobei die zumindest teilweise flexible Trägerplatte einen Bereich aufweist, bei dem das erste Bauteil angeordnet ist.The cell module monitoring device according to the invention comprises a first component, which comprises an evaluation unit and a wireless communication device. Furthermore, the cell module monitoring device comprises an at least partially flexible carrier plate, wherein the at least partially flexible carrier plate has a region in which the first component is arranged.

Unter einer flexiblen Trägerplatte wird insbesondere eine biegsame Trägerplatte verstanden. Durch die Anordnung der Zellmodulüberwachungsvorrichtung auf einer flexiblen Trägerplatte ist es insbesondere möglich, die Zellmodulüberwachungsvorrichtung auf kompakte und sichere Weise an eine Bordnetzverdrahtung anzubinden, die ebenfalls über flexible Trägerplatten geführt wird. Die Zellmodulüberwachungsvorrichtung kann dann gemeinsam mit der Verdrahtung mit den Zellmodulen kompakt als ein einzelnes Bauteil ausgeführt werden. Hierdurch können wiederum Bauraum und Einzelteile eingespart werden.A flexible carrier plate is understood in particular to mean a flexible carrier plate. By arranging the cell module monitoring device on a flexible carrier plate, it is possible, in particular, to connect the cell module monitoring device in a compact and secure manner to an on-board network wiring, which is likewise guided via flexible carrier plates. The cell module monitoring device may then be compactly implemented as a single component along with the wiring to the cell modules. As a result, space and individual parts can be saved again.

Weiterhin kann es dadurch, dass die erfindungsgemäße Zellmodulüberwachungsvorrichtung das erste Bauteil mit der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung umfasst, ermöglicht werden, eine drahtlose Kommunikation der Zellmodulüberwachungsvorrichtung mit Vorrichtungen des Fahrzeugs bereitzustellen. Dadurch ist es insbesondere möglich, bisherige Steck- und/oder Kabelverbindungen der Zellmodulüberwachungsvorrichtung, welche zur Verbindung der Zellmodulüberwachungsvorrichtung mit Vorrichtungen des Fahrzeugs zur Datenübertragung dienen, zu ersetzen. Durch die Anordnung der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung ist es daher vorteilhafterweise möglich, Bauraum zu sparen.Furthermore, by having the cell module monitoring device according to the invention comprising the first component with the wireless communication device, it is possible to provide wireless communication of the cell module monitoring device with devices of the vehicle. This makes it possible, in particular, to replace existing plug-in and / or cable connections of the cell module monitoring device, which serve to connect the cell module monitoring device with devices of the vehicle for data transmission. The arrangement of the wireless communication device, it is therefore advantageously possible to save space.

Die Zellmodulüberwachungsvorrichtung ist insbesondere dazu ausgestaltet, Spannungen und Temperaturen eines Zellmoduls zu erfassen und zu überwachen. Dies geschieht insbesondere über die Auswertungseinheit, die beispielsweise als Mikrocontroller ausgestaltet ist. Der Mikrocontroller wird in der Fahrzeugbatterie dazu verwendet, die Spannungs- und Temperaturüberwachung der Zellmodule durch Steuersignale zu steuern.The cell module monitoring device is in particular configured to detect and monitor voltages and temperatures of a cell module. This is done in particular via the evaluation unit, which is designed for example as a microcontroller. The microcontroller is used in the vehicle battery to control the voltage and temperature monitoring of the cell modules by control signals.

Durch die Integration der Auswertungseinheit mit der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung in das erste Bauteil, kann auf die Anbringung vieler Einzelteile verzichtet werden. Dadurch wird eine kompakte Bauweise für die Zellmodulüberwachungsvorrichtung bereitgestellt.By integrating the evaluation unit with the wireless communication device in the first component, can be dispensed with the attachment of many items. This provides a compact design for the cell module monitoring device.

In einer Ausgestaltung der Zellmodulüberwachungsvorrichtung ist das erste Bauteil in den Bereich der zumindest teilweise flexiblen Trägerplatte integriert. Dadurch kann vorteilhafterweise die Bauweise der Zellmodulüberwachungsvorrichtung noch kompakter ausgestaltet werden.In one embodiment of the cell module monitoring device, the first component is integrated in the region of the at least partially flexible carrier plate. As a result, advantageously, the design of the cell module monitoring device can be made even more compact.

Weiterhin kann der Bereich der zumindest teilweise flexiblen Trägerplatte, bei welchem das erste Bauteil angeordnet ist, starr ausgebildet sein. Die Trägerplatte, die von der Zellmodulüberwachungsvorrichtung umfasst ist, muss daher nicht vollständig flexibel ausgestaltet sein. Durch die starre Ausbildung der Trägerplatte in dem Bereich, in dem das erste Bauteil angeordnet ist, kann insbesondere die Robustheit des Bereichs, in welchem die Elektronik, welche in der Regel sensibel gegenüber Umwelteinflüssen ist, vorteilhafterweise erhöht werden. Um dabei eine sichere und kompakte Bauweise der Zellmodulüberwachungsvorrichtung zu gewährleisten, kann der Bereich, in dem das erste Bauteil angeordnet ist, von einem flexiblen Teil der flexiblen Trägerplatte umgeben sein. Furthermore, the region of the at least partially flexible carrier plate, in which the first component is arranged, may be rigid. The support plate, which is encompassed by the cell module monitoring device, therefore does not have to be completely flexible. Due to the rigid construction of the carrier plate in the region in which the first component is arranged, in particular the robustness of the region in which the electronics, which are generally sensitive to environmental influences, can advantageously be increased. In order to ensure a safe and compact design of the cell module monitoring device, the region in which the first component is arranged may be surrounded by a flexible part of the flexible carrier plate.

Die starre Ausgestaltung des Bereichs kann dabei insbesondere über mechanische Verstärkung des Bereichs erreicht werden. Beispielsweise können in dem Bereich mehrere Materialschichten angebracht werden. Dadurch wird die zumindest teilweise flexible Trägerplatte in dem Bereich verstärkt und starr ausgebildet. Alternativ kann der Bereich auch dadurch starr ausgebildet werden, dass eine herkömmliche Platine, auf welcher das erste Bauteil aufgebracht ist, in die zumindest teilweise flexible Trägerplatte integriert wird.The rigid configuration of the area can be achieved in particular by mechanical reinforcement of the area. For example, several layers of material may be applied in the area. As a result, the at least partially flexible carrier plate is reinforced and rigid in the region. Alternatively, the area can also be made rigid by integrating a conventional circuit board, on which the first component is applied, into the at least partially flexible carrier plate.

Die zumindest teilweise flexible Trägerplatte wird dabei insbesondere aus einem Kunststoff hergestellt. Der Kunststoff ist dabei insbesondere Polyester, Polyethylennaphthalat oder Polyimid. Die Dicke der zumindest teilweise flexiblen Trägerplatte kann dabei insbesondere in einem Bereich von 25 µm bis 75 µm liegen.The at least partially flexible carrier plate is produced in particular from a plastic. The plastic is in particular polyester, polyethylene naphthalate or polyimide. The thickness of the at least partially flexible carrier plate can be in particular in a range of 25 microns to 75 microns.

Die zumindest teilweise flexible Trägerplatte kann insbesondere eine FPC-Folie sein. FPC steht hierbei für „flexible printed circuit“. Die Integration des ersten Bauteils in die FPC-Folie kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das erste Bauteil auf die FPC-Folie gedruckt wird. Hierbei entsteht eine besonders kompakt ausgebildete Zellmodulüberwachungsvorrichtung.The at least partially flexible carrier plate may in particular be an FPC film. FPC stands for "flexible printed circuit". The integration of the first component into the FPC film can be achieved, for example, by printing the first component onto the FPC film. This results in a particularly compact trained cell module monitoring device.

In einer anderen Ausgestaltung umfasst die drahtlose Kommunikationsschnittstelle insbesondere eine Funkschnittstelle zur Kommunikation mit einem Batteriemanagementsystem, einem Fahrzeugbus und/oder einer Benutzerschnittstelle. Es sind dann keine Verbindungsstecker mehr notwendig. Dadurch kann vorteilhafterweise Bauraum eingespart werden. Zudem kann vorteilhafterweise auch darauf verzichtet werden, Lötverbindungen herzustellen. Dadurch, dass auf einen Lötprozess verzichtet werden kann, werden keine ungenügenden Verbindungen hergestellt, die zu Ausfällen des Zellmoduls führen.In another embodiment, the wireless communication interface in particular comprises a radio interface for communication with a battery management system, a vehicle bus and / or a user interface. There are then no more connection plugs necessary. As a result, space can be saved advantageously. In addition, it can also be advantageously dispensed with to produce solder joints. The fact that it is possible to dispense with a soldering process, no insufficient connections are made, which lead to failures of the cell module.

In einer weiteren Ausgestaltung ist in dem Bereich ein zweites und/oder drittes Bauteil angeordnet, wobei das zweite Bauteil eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung und/oder das dritte Bauteil einen Ausgleichs-Filter umfasst. Es sind dann vorteilhafterweise alle notwendigen elektronischen Bauteile der erfindungsgemäßen Zellmodulüberwachungsvorrichtung in dem Bereich der zumindest teilweise flexiblen Trägerplatte integriert. Dadurch kann eine kompakte und bauraumsparende Bauweise für die Zellmodulüberwachungsvorrichtung bereitgestellt werden.In a further embodiment, a second and / or third component is arranged in the region, wherein the second component comprises an application-specific integrated circuit and / or the third component comprises a compensation filter. In that case, all necessary electronic components of the cell module monitoring device according to the invention are advantageously integrated in the region of the at least partially flexible carrier plate. As a result, a compact and space-saving design for the cell module monitoring device can be provided.

Unter einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung, auch als ASIC bezeichnet, wird im Allgemeinen eine elektronische Schaltung verstanden, die als unveränderbarer Schaltkreis ausgestaltet ist. Dies bedeutet, dass eine einmal implementierte Funktion eines ASICs nicht mehr verändert werden kann. Die Integration eines solchen ASICs kann dabei insbesondere in Form eines Mikrochips realisiert werden. Bei Fahrzeugbatterien mit zentraler Kenngrößenerfassung ist das ASIC dazu programmiert, relevante für die Berechnung der aktuellen Leistungsfähigkeit des Batteriesystems benötigte Batteriekenngrößen zu ermitteln, und diese an ein Batteriemanagementsystem zu übermitteln, welche die aktuelle Leistungsfähigkeit berechnet. Bei Fahrzeugbatterien mit dezentraler Kenngrößenerfassung kann das ASIC dazu programmiert sein, die für das Energiemanagement relevante aktuelle Leistungsfähigkeit aus den erfassten verschiedenen Batteriekenngrößen zu ermitteln. Das dritte Bauteil kann beispielsweise als Ausgleichs-Filter ausgestaltet sein. Da sich einzelne Zellmodule der Fahrzeugbatterie beispielsweise in ihrer Kapazität voneinander unterscheiden können, kann es dazu kommen, dass beim Aufladen der Fahrzeugbatterie das Zellmodul mit geringster Kapazität, ihre Ladeendspannung erreicht hat, während andere Zellmodule noch weitergeladen werden müssen, um ihre Ladeendspannung zu erreichen. Bei einem Fortsetzen des Ladevorgangs besteht jedoch die Gefahr, dass das bereits vollständig geladene Zellmodul durch Überladen beschädigt wird. Bei einem Abbruch des Ladevorgangs kann die Fahrzeugbatterie hingegen ihren optimalen Ladezustand nicht erreichen. Um diese Unterschiede auszugleichen, sind in Fahrzeugen Ausgleichs-Systeme, die auch als Balancing-Systeme bezeichnet werden, angeordnet. Diese setzen sich aus Balancing-Widerständen und einem Balancing-Filter zusammen, welche ein gesteuertes Entladen der Zellmodule ermöglichen.An application-specific integrated circuit, also referred to as an ASIC, is generally understood as an electronic circuit designed as an unchangeable circuit. This means that a once implemented function of an ASIC can not be changed. The integration of such an ASIC can be realized in particular in the form of a microchip. For vehicle batteries with central characteristic acquisition, the ASIC is programmed to determine relevant battery characteristics needed to calculate the current performance of the battery system and to transmit these to a battery management system which calculates the current performance. In the case of vehicle batteries with decentralized characteristic acquisition, the ASIC can be programmed to determine the current performance that is relevant for the energy management from the recorded different battery characteristics. The third component can be configured, for example, as a compensation filter. Since individual cell modules of the vehicle battery can differ in their capacity from one another, for example, it may happen that when the vehicle battery is charged, the cell module with the lowest capacity has reached its charge end voltage while other cell modules still have to be charged in order to reach their final charging voltage. If you continue charging, however, there is a risk that the cell module that has already been fully charged may be damaged by overcharging. On the other hand, if the charging process is interrupted, the vehicle battery can not reach its optimum state of charge. To compensate for these differences, compensation systems, also referred to as balancing systems, are arranged in vehicles. These are composed of balancing resistors and a balancing filter, which allow controlled unloading of the cell modules.

In einer anderen Ausgestaltung umfasst der Bereich Verbindungsstellen, an welchen Leitungen zur Verbindung der Zellmodulüberwachungsvorrichtung mit einem Zellmodul befestigbar sind. Die Leitungen können dabei insbesondere ebenfalls in die zumindest teilweise flexible Trägerplatte integriert sein.In another embodiment, the area comprises connection points to which lines for connecting the cell module monitoring device to a cell module can be fastened. The lines can in particular also in the be integrated at least partially flexible support plate.

Die Erfindung betrifft zudem ein Zellmodul für eine Fahrzeugbatterie mit einer Zellmodulüberwachungsvorrichtung. Das Zellmodul ist dabei mittels Leitungen, die auf einer zumindest teilweise flexiblen Trägerplatte angeordnet sind, mit der Zellmodulüberwachungsvorrichtung gekoppelt. Dabei kann die Zellmodulüberwachungsvorrichtung in das Zellmodul integriert sein. Dies bedeutet, dass jedes Zellmodul einer Fahrzeugbatterie eine eigene Zellmodulüberwachungsvorrichtung aufweist. Die Kenngrößen eines der Zellmodule einer Fahrzeugbatterie werden dann dezentral erfasst. Durch die Kommunikation mit dem Batteriemanagementsystems des Fahrzeugs können dann die Informationen der Zellmodulüberwachungsvorrichtungen aller Zellmodule zentral verarbeitet werden. Alternativ kann die Zellmodulüberwachungsvorrichtung auch außerhalb des Zellmoduls angeordnet sein. In diesem Fall sind insbesondere alle Zellmodule einer Fahrzeugbatterie mit dieser Zellmodulüberwachungsvorrichtung gekoppelt. Die Kenngrößen der Zellmodule werden in diesem Fall zentral erfasst. Durch die Anordnung einer erfindungsgemäßen Zellmodulüberwachungsvorrichtung in einem Zellmodul einer Fahrzeugbatterie kann eine kompakte und bauraumsparende Integration der Zellmodulüberwachungsvorrichtung in das Zellmodul bereitgestellt werden.The invention also relates to a cell module for a vehicle battery with a cell module monitoring device. The cell module is coupled to the cell module monitoring device by means of lines which are arranged on an at least partially flexible carrier plate. In this case, the cell module monitoring device can be integrated into the cell module. This means that each cell module of a vehicle battery has its own cell module monitoring device. The characteristics of one of the cell modules of a vehicle battery are then recorded decentrally. Through the communication with the battery management system of the vehicle, the information of the cell module monitoring devices of all cell modules can then be processed centrally. Alternatively, the cell module monitoring device can also be arranged outside the cell module. In this case, in particular all cell modules of a vehicle battery are coupled to this cell module monitoring device. The characteristics of the cell modules are recorded centrally in this case. By arranging a cell module monitoring device according to the invention in a cell module of a vehicle battery, a compact and space-saving integration of the cell module monitoring device into the cell module can be provided.

Die Erfindung betrifft ferner eine Fahrzeugbatterie mit mehreren Zellmodulen und zumindest einer Zellmodulüberwachungsvorrichtung. Dabei ist jedes der Zellmodule mittels zumindest einer Leitung, die auf einer zumindest teilweise flexiblen Trägerplatte angeordnet ist, mit der zumindest einen Zellmodulüberwachungsvorrichtung gekoppelt. Die Leitungen können insbesondere an den Verbindungsstellen der Zellmodulüberwachungsvorrichtung befestigt werden.The invention further relates to a vehicle battery having a plurality of cell modules and at least one cell module monitoring device. In this case, each of the cell modules is coupled to the at least one cell module monitoring device by means of at least one line which is arranged on an at least partially flexible carrier plate. The lines can in particular be fastened to the connection points of the cell module monitoring device.

Insbesondere ist für jedes Zellmodul eine Zellmodulüberwachungsvorrichtung angeordnet, wobei jedes Zellmodul mit der ihm zugeordneten Zellmodulüberwachungsvorrichtung mittels zumindest einer Leitung verbunden ist.In particular, a cell module monitoring device is arranged for each cell module, each cell module being connected to the cell module monitoring device assigned to it by means of at least one line.

Die zumindest teilweise flexible Trägerplatte kann dann im Bereich der Leitung insbesondere als Flachleiterfolie ausgebildet sein, bei welcher die Leitung als flache Bahn in einer FPC-Folie aufgedruckt ist. Dadurch kann die Verbindung der Zellmodule mit der Zellmodulüberwachungsvorrichtung und die Verbindung der Zellmodule untereinander auf kompakte und bauraumsparende Weise vorgenommen werden.The at least partially flexible carrier plate can then be formed in the region of the line in particular as a flat conductor foil, in which the line is printed as a flat web in an FPC film. Thereby, the connection of the cell modules with the cell module monitoring device and the connection of the cell modules with each other can be made in a compact and space-saving manner.

Die Leitung ist insbesondere eine Widerstandsleitung, wobei der Widerstand, den die Leitung bereitstellt, mittels des Materials, aus welchem die Leitung gefertigt ist, des Leitungsdurchmessers, der Leitungsbreite und/oder der Leitungsführung auf der zumindest teilweise flexiblen Trägerplatte festgelegt ist. Hierdurch können normalerweise bei der Zellmodulüberwachungsvorrichtung verbaute physische Balancing-Widerstände durch Widerstandsleitungen ersetzt werden. Hierdurch können wiederum Bauraum und Einzelteile eingespart werden. Weiterhin kann die von den Widerstandsleitungen produzierte Wärme leicht über die zumindest teilweise flexible Trägerplatte abgeführt werden.The line is in particular a resistance line, wherein the resistance provided by the line is determined by means of the material from which the line is made, the line diameter, the line width and / or the line guide on the at least partially flexible carrier plate. As a result, physical balancing resistors normally installed in the cell module monitoring device can be replaced by resistance lines. As a result, space and individual parts can be saved again. Furthermore, the heat produced by the resistance lines can be easily dissipated via the at least partially flexible support plate.

Der Widerstand, den die Widerstandsleitung bereitstellt, kann insbesondere durch das verwendete Material festgelegt werden. Die Leitung kann insbesondere ein Draht sein. Mögliche Legierungen für den Draht enthalten dabei vorzugsweise einen hohen Kupferanteil. Beispielsweise wird eine Kupfer-Nickel-, Kupfer-Mangan-, Kupfer-Mangan-Zinn-, Kupfer-Nickel-Eisen-Mangan- oder eine Kupfer-Nickel-Mangan-Legierung verwendet. Bevorzugt wird jedoch die Kupfer-Nickel-Mangan-Legierung verwendet, insbesondere in einer Zusammensetzung, bei welcher sich eine Konstantan-Legierung ergibt. Konstantan weist einen über weite Bereiche annähernd konstanten spezifischen elektrischen Widerstand auf. Dadurch, dass der spezifische elektrische Widerstand von Konstantan temperaturunabhängig ist, sind Drähte aus Konstantan besonders gut zum Ersatz von physischen Balancing-Widerständen geeignet.The resistance provided by the resistance line can be determined in particular by the material used. The line may in particular be a wire. Possible alloys for the wire preferably contain a high proportion of copper. For example, a copper-nickel, copper-manganese, copper-manganese-tin, copper-nickel-iron-manganese or a copper-nickel-manganese alloy is used. Preferably, however, the copper-nickel-manganese alloy is used, in particular in a composition in which results in a constantan alloy. Konstantan has an approximately constant electrical resistivity over a wide range. Because Konstantan's electrical resistivity is temperature-independent, Konstantan wires are particularly well-suited for replacing physical balancing resistors.

Weiterhin kann der Widerstand, den die Leitung bereitstellen soll, über den Durchmesser bzw. die Querschnittsfläche der Leitung entsprechend gewählt werden. Wird eine Flachleiterfolie verwendet, wird der Widerstand der Leitung über die Breite der Leitung gewählt. Dabei kann eine sehr geringe Dicke in einem Bereich von 10 µm bis 50 µm bei einer Länge in einem Bereich von beispielsweise 0,05 m bis 0,2m realisiert werden. Hieraus ergibt sich dann ein Widerstand für eine Leitung in einem Bereich von 0,1 kΩ bis einschließlich 0,5 kΩ.Furthermore, the resistance that the line is to provide, can be selected according to the diameter or the cross-sectional area of the line. If a flat conductor foil is used, the resistance of the line across the width of the line is selected. In this case, a very small thickness in a range of 10 .mu.m to 50 .mu.m can be realized at a length in a range of, for example, 0.05 m to 0.2 m. This results in a resistance for a line in a range of 0.1 kΩ to 0.5 kΩ inclusive.

Weiterhin kann der Widerstand, den die Leitung bereitstellen soll, auch dadurch, dass die Leitungen auf eine bestimmte Weise in der zumindest teilweise flexiblen Trägerplatte geführt wird, gewählt werden. Die Leitung kann dabei insbesondere mäanderartig durch die zumindest teilweise flexible Trägerplatte geführt werden.Furthermore, the resistance that the line is to provide, also by the fact that the lines is guided in a certain way in the at least partially flexible carrier plate can be selected. The line can be guided in particular meandering through the at least partially flexible support plate.

In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrzeugbatterie sind mehrere Leitungen über die gesamte Fläche der zumindest teilweise flexiblen Trägerplatte gleichmäßig verteilt angeordnet, so dass von den Leitungen freiwerdende Wärme gleichmäßig über die zumindest teilweise flexible Trägerplatte verteilt wird, wobei die zumindest teilweise flexible Trägerplatte derart bei den Zellmodulen angeordnet ist, dass die mittels der Leitungen erwärmte zumindest teilweise flexible Trägerplatte die Zellmodule heizt. Dabei ist die zumindest teilweise flexible Trägerplatte um die Zellmodule herumgeführt. Hierdurch wird es ermöglicht, dass Energie aus den Zellmodulen in Wärme umgesetzt wird. Durch eine Steuerung des Stroms, der durch die Leitungen geführt wird, kann die von den Leitungen erzeugte Wärme gesteuert werden. Auf diese Weise können die Leitungen eine Heizung für die Fahrzeugbatterie bereitstellen, ohne dass ein separates Heizsystem in die Batterie integriert werden muss. Die Führung um die Zellmodule ist dabei insbesondere mäanderartig. Dies führt vorteilhafterweise dazu, dass jedes Zellmodul von zumindest drei Seiten von der zumindest teilweise flexiblen Trägerplatte umgeben ist. Die zumindest teilweise flexible Trägerplatte kann hierbei direkt an den Zellmodulen anliegen. Dadurch kann eine besonders effektive Heizung der Zellmodule bereitgestellt werden.In one embodiment of the vehicle battery according to the invention a plurality of lines are arranged evenly distributed over the entire surface of the at least partially flexible support plate, so that heat released from the lines is evenly distributed over the at least partially flexible support plate, which at least partially flexible support plate is arranged in the cell modules such that the heated by means of the lines at least partially flexible support plate heats the cell modules. In this case, the at least partially flexible carrier plate is guided around the cell modules. This makes it possible for energy from the cell modules to be converted into heat. By controlling the current conducted through the lines, the heat generated by the lines can be controlled. In this way, the lines can provide a heater for the vehicle battery, without having to integrate a separate heating system in the battery. The guide around the cell modules is meandering in particular. This advantageously leads to each cell module being surrounded on at least three sides by the at least partially flexible carrier plate. The at least partially flexible carrier plate can in this case rest directly on the cell modules. As a result, a particularly effective heating of the cell modules can be provided.

Weiterhin können auf der zumindest teilweise flexiblen Trägerplatte durch die Leitung eine Sicherung bereitgestellt werden. Die Sicherung kann dabei insbesondere dadurch bereitgestellt werden, dass der Durchmesser oder die Breite der Leitung im Bereich der Sicherung reduziert ist gegenüber dem Durchmesser oder der Breite der Leitung, wenn sie nicht im Bereich der Sicherung verläuft. Weiterhin kann auch die Führung der Leitung im Bereich der Sicherung verändert sein. Insbesondere verläuft die Leitung im Sicherungsbereich mäanderartig. Eine solche Sicherung kann dabei vorteilhafterweise herkömmliche Schmelzsicherungen, die durch einen aufwendigen Lötprozess in die Zellmodule eingearbeitet werden müssen, ersetzt werden. Es entfällt daher zunächst der Lötprozess. Insbesondere kann es bei dem Lötprozess für die Schmelzsicherungen dazu kommen, dass eine ungenügende Verbindung zwischen der Schmelzsicherung und den Leitungen hergestellt wird. Dies führt zu einem Ausfall der Balancing-Einheit eines Zellmoduls. Durch die Anordnung der Sicherungen kann dieser Lötprozess entfallen. Es werden daher keine ungenügenden Verbindungen hergestellt, die zu Ausfällen der Balancing-Einheit des Zellmoduls führen. Weiterhin kann das separate Bauteil der Schmelzsicherung eingespart werden. Dies wiederum führt zu einer Reduzierung von Kosten und Bauraum.Furthermore, a fuse can be provided on the at least partially flexible support plate through the line. The fuse can be provided in particular by the fact that the diameter or the width of the line is reduced in the region of the fuse relative to the diameter or the width of the line, if it does not extend in the region of the fuse. Furthermore, the leadership of the line can be changed in the fuse. In particular, the line runs meandering in the security area. Such a fuse can be advantageously replaced by conventional fuses, which must be incorporated by a complex soldering process in the cell modules. It therefore first eliminates the soldering process. In particular, in the soldering process for the fuses may occur that an insufficient connection between the fuse and the lines is made. This leads to a failure of the balancing unit of a cell module. By arranging the fuses this soldering process can be omitted. Therefore, no insufficient connections are made which lead to failures of the balancing unit of the cell module. Furthermore, the separate component of the fuse can be saved. This in turn leads to a reduction of costs and space.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug zu den Zeichnungen erläutert.

  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Zellmodulüberwachungsvorrichtung,
  • 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Anordnung einer Zellmodulüberwachungsvorrichtung aus 1 in einer Fahrzeugbatterie in einem Fahrzeug,
  • 3 zeigt einen Aufbau eines erfindungsgemäßen Zellmoduls und die Verbindung des Zellmoduls mit der Zellmodulüberwachungsvorrichtung,
  • 4 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für die Ausgestaltung von Widerstandsleitungen auf einer flexiblen Trägerplatte,
  • 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für die Ausgestaltung von Widerstandsleitungen auf der flexiblen Trägerplatte,
  • 6 zeigt eine Anordnung mehrerer Zellmodule und der flexiblen Trägerplatte als Heizsystem in einer Fahrzeugbatterie, und
  • 7 zeigt eine Anordnung mehrerer Zellmodule und der flexiblen Trägerplatte in einer Fahrzeugbatterie mit einem Wärmeabtransport aus der Fahrzeugbatterie.
The invention will now be explained by means of embodiments with reference to the drawings.
  • 1 shows an embodiment of a cell module monitoring device,
  • 2 shows an embodiment of the arrangement of a cell module monitoring device 1 in a vehicle battery in a vehicle,
  • 3 shows a structure of a cell module according to the invention and the connection of the cell module with the cell module monitoring device,
  • 4 shows a first embodiment of the design of resistance lines on a flexible support plate,
  • 5 shows a second embodiment of the embodiment of resistance lines on the flexible support plate,
  • 6 shows an arrangement of several cell modules and the flexible support plate as a heating system in a vehicle battery, and
  • 7 shows an arrangement of a plurality of cell modules and the flexible support plate in a vehicle battery with a heat dissipation from the vehicle battery.

Mit Bezug zu den 1 und 2 wird ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Zellmodulüberwachungsvorrichtung 1 sowie eine Anordnung der Zellmodulüberwachungsvorrichtung 1 in einem Fahrzeug 15 erläutert.Related to the 1 and 2 is an embodiment of a cell module monitoring device according to the invention 1 and an arrangement of the cell module monitoring device 1 in a vehicle 15 explained.

Das Fahrzeug 15 wird dabei zumindest teilweise mittels einer Fahrzeugbatterie 12, welche insbesondere eine Traktionsbatterie ist, angetrieben. Das Fahrzeug 15 ist ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug, welches zu einem Teil mittels der Traktionsbatterie 12 und zu einem anderen Teil mittels eines Verbrennungsmotors angetrieben wird.The vehicle 15 is thereby at least partially by means of a vehicle battery 12 , which is in particular a traction battery, driven. The vehicle 15 is an electric vehicle or a hybrid vehicle, which in part by means of the traction battery 12 and is driven to another part by means of an internal combustion engine.

Die Traktionsbatterie 12 umfasst beispielhaft sechs Zellmodule 10. Dabei weist jedes der sechs Zellmodule 10 eine eigene Zellmodulüberwachungsvorrichtung 1 auf. Die Kenngrößen der Zellmodule 10 werden daher dezentral erfasst.The traction battery 12 includes by way of example six cell modules 10 , In this case, each of the six cell modules 10 a separate cell module monitoring device 1 on. The parameters of the cell modules 10 are therefore recorded decentrally.

Die Zellmodulüberwachungsvorrichtung 1 umfasst ein erstes Bauteil 4. Das erste Bauteil 4 wiederum umfasst eine Auswertungseinheit 4.1, welche als Mikrocontroller ausgebildet ist.The cell module monitoring device 1 includes a first component 4 , The first component 4 in turn comprises an evaluation unit 4.1 , which is designed as a microcontroller.

Weiterhin umfasst das erste Bauteil 4 eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung, die sich aus einem Transceiver 4.2 und einer Antenne 4.3 zusammensetzt. Der Transceiver 4.2 und die Antenne 4.3 bilden eine Funkschnittstelle zur Kommunikation mit einem Batteriemanagementsystem 17, dem Fahrzeugbus 13 und einer Benutzerschnittstelle 14 des Fahrzeugs 15.Furthermore, the first component comprises 4 a wireless communication device made up of a transceiver 4.2 and an antenna 4.3 composed. The transceiver 4.2 and the antenna 4.3 form a radio interface for communication with a battery management system 17 the vehicle bus 13 and a user interface 14 of the vehicle 15 ,

Die Benutzerschnittstelle 14 ist dabei als Anzeigefläche ausgestaltet, auf welcher einem Nutzer Informationen zur Fahrzeugbatterie 12 angezeigt werden können. Diese Informationen erhält die Anzeigefläche 14 über die Funkschnittstelle 4.2, 4.3.The user interface 14 is designed as a display surface on which a user information about the vehicle battery 12 appropriate can be. This information receives the display area 14 via the radio interface 4.2 . 4.3 ,

Durch die Funk-Kommunikation der Zellmodulüberwachungsvorrichtung 1 mit dem Batteriemanagementsystem 17 können dann die Informationen des Zellmoduls 10 mit den Informationen anderer Zellmodule 10 gemeinsam verarbeitet werden.Through the radio communication of the cell module monitoring device 1 with the battery management system 17 then can the information of the cell module 10 with the information of other cell modules 10 be processed together.

Die Zellmodulüberwachungsvorrichtung 1 umfasst zudem ein zweites 5 und ein drittes Bauteil 6. Das zweite Bauteil 5 ist dabei eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung, im Folgenden als ASIC bezeichnet. Das dritte Bauteil 4.3 ist als Balancing-Filter ausgestaltet.The cell module monitoring device 1 also includes a second 5 and a third component 6 , The second component 5 is an application-specific integrated circuit, hereinafter referred to as ASIC. The third component 4.3 is designed as a balancing filter.

Weiterhin umfasst die Zellmodulüberwachungsvorrichtung 1 eine flexible Trägerplatte 2. Die flexible Trägerplatte 2 ist dabei aus einem Kunststoff, insbesondere aus Polyester, Polyethylennaphthalat oder Polyimid gefertigt. Die Dicke der flexiblen Trägerplatte liegt in einem Bereich von 25 bis 75 µm. Die flexible Trägerplatte 2 ist insbesondere eine FPC-Folie (FPC = flexible printed circuit).Furthermore, the cell module monitoring device comprises 1 a flexible carrier plate 2 , The flexible carrier plate 2 is made of a plastic, in particular polyester, polyethylene naphthalate or polyimide. The thickness of the flexible support plate is in a range of 25 to 75 microns. The flexible carrier plate 2 is in particular a FPC (FPC) flexible printed circuit.

Die FPC-Folie 2 weist weiterhin einen Bereich 3 auf, in welchem das erste 4, zweite 5 und dritte Bauteil 6 integriert sind. Der Bereich 3 ist dabei starr ausgestaltet. Dadurch kann gewährleistet werden, dass der Bereich 3, welcher sensible elektronische Bauteile umfasst, robust gegenüber Umwelteinflüssen ausgestaltet werden kann. Der Bereich 3 wird beispielsweise durch mechanische Verstärkung starr ausgebildet. In diesem Fall werden bei der FPC-Folie 2 bei dem Bereich 3 zusätzliche Materialschichten verklebt, welche den Bereich 3 verstärken. Die Bauteile 4 bis 6 können dann in dem Bereich 3 auf die FPC-Folie 2 gedruckt werden. Die FPC-Folie 9 ist daher nicht vollständig flexibel, sondern teilweise flexibel ausgebildet.The FPC film 2 still has an area 3 in which the first 4, second 5 and third component 6 are integrated. The area 3 is designed rigid. This can ensure that the area 3 , which includes sensitive electronic components, can be designed robust against environmental influences. The area 3 For example, it is rigidly formed by mechanical reinforcement. In this case, the FPC film 2 at the area 3 additional layers of material glued to the area 3 strengthen. The components 4 to 6 can then be in the area 3 on the FPC film 2 to be printed. The FPC film 9 is therefore not completely flexible, but partially flexible.

In einer anderen Ausgestaltung ist der Bereich 3 jedoch als herkömmliche Platine ausgestaltet, die in die flexible Trägerplatte 2 integriert ist, und welche die Bauteile 4 bis 6 umfasst.In another embodiment, the area 3 However, designed as a conventional board, in the flexible support plate 2 is integrated, and which the components 4 to 6 includes.

Der Bereich 3 umfasst zudem Verbindungsstellen 7, an welchen Leitungen 8 zur Verbindung der Zellmodulüberwachungsvorrichtung 1 mit einem Zellmodul 10 der Fahrzeugbatterie 12, befestigt werden können.The area 3 also includes connection points 7 on which lines 8th for connecting the cell module monitoring device 1 with a cell module 10 the vehicle battery 12 , can be attached.

Die Leitungen 8 werden dabei in die FPC-Folie 2 integriert, indem sie auf die FPC-Folie 2 als flache Bahnen aufgedruckt werden. Im Bereich der Leitungen 8 ist die FPC-Folie 2 als sogenannte Flachleiterfolie 2' ausgestaltet.The wires 8th are doing in the FPC film 2 integrated by putting on the FPC film 2 be printed as flat webs. In the area of the lines 8th is the FPC film 2 as so-called flat conductor foil 2 ' designed.

Mit Bezug zu 3 wird ein Ausführungsbeispiel eines Zellmoduls 10, wie es in der Fahrzeugbatterie 12 angeordnet ist, erläutert.In reference to 3 becomes an embodiment of a cell module 10 as in the vehicle battery 12 is arranged explained.

Bei dem Zellmodul 10 handelt es sich insbesondere um ein Zellmodul 10 mit dezentraler Kenngrößenerfassung, in welches die Zellmodulüberwachungsvorrichtung 1 integriert ist. Die Zellmodulüberwachungsvorrichtung 1 ist dabei insbesondere in einem unteren Bereich des Zellmoduls 10 angeordnet.At the cell module 10 it is in particular a cell module 10 with decentralized parameter acquisition, in which the cell module monitoring device 1 is integrated. The cell module monitoring device 1 is in particular in a lower region of the cell module 10 arranged.

An den Verbindungsstellen 7 des Bereichs 3 der FPC-Folie 2 sind Leitungen 8 angebracht, die sich nach oben in das Innere des Zellmoduls 10 erstrecken.At the connection points 7 of the area 3 the FPC film 2 are lines 8th attached to the top of the cell module 10 extend.

Das Zellmodul 10 umfasst Verbindungselemente 11, zur Verbindung des Zellmoduls 10 mit benachbart angeordneten Zellmodulen 10. Die Verbindungselemente 11 sind dabei Kupferschienen, die ebenfalls auf der FPC-Folie 2 integriert sind.The cell module 10 includes fasteners 11 , to connect the cell module 10 with adjacently arranged cell modules 10 , The connecting elements 11 are copper bars, which are also on the FPC film 2 are integrated.

Vor jedem Verbindungselement 11 ist zudem eine Sicherung 9 angeordnet. Die bereitgestellte Sicherung 9 wird dabei insbesondere von der Breite der Leitungen 8 und/oder der Führung der Leitungen 8 auf der Flachleiterfolie 2' definiert. Die Breite der Leitungen 8 ist dabei im Bereich der Sicherung 9 kleiner als die Breite der Leitungen 8 in den Bereichen, die nicht als Sicherung 9 dienen. Alternativ oder zusätzlich werden die Leitungen 8 im Sicherungsbereich mäanderartig geführt. Hierdurch können herkömmliche Schmelzsicherungen, die durch einen aufwendigen Lötprozess in die Zellmodule 10 eingearbeitet werden, ersetzt werden.In front of each connecting element 11 is also a backup 9 arranged. The provided backup 9 is in particular the width of the lines 8th and / or the leadership of the lines 8th on the flat conductor foil 2 ' Are defined. The width of the lines 8th is in the field of security 9 smaller than the width of the lines 8th in areas not as a backup 9 serve. Alternatively or additionally, the lines 8th meandering in the security area. As a result, conventional fuses, by a complex soldering process in the cell modules 10 be incorporated, replaced.

Weiterhin können die Leitungen 8 als Widerstandsleitungen ausgeführt sein. Hierdurch können physische Balancing-Widerstände, welche einen Ausgleich zwischen den Spannungen einzelner Zellmodule 10 herstellen, ersetzt werden.Furthermore, the lines 8th be designed as resistance lines. This allows physical balancing resistors that balance the voltages of individual cell modules 10 be replaced.

Dabei kann, wie in 4 gezeigt, jede Leitung 8 eine andere Breite aufweisen. Alternativ oder zusätzlich werden die Leitungen 8, wie in 5 gezeigt, mäanderartig durch die Flachleiterfolie 2' geführt. Dabei führt insbesondere die aus der Mäanderführung der Leitung resultierende Leitungslänge zu unterschiedlichen Widerständen.
Weiterhin kann das Material, aus welchem die Widerstandsleitungen 8 gefertigt sind, den Widerstand der Widerstandsleitungen 8 festlegen. Die Widerstandsleitungen 8 sind insbesondere Drähte aus Konstantan.It can, as in 4 shown, every line 8th have a different width. Alternatively or additionally, the lines 8th , as in 5 shown meandering through the flat conductor foil 2 ' guided. In particular, resulting from the meandering of the line length leads to different resistances.
Furthermore, the material from which the resistance lines 8th are made, the resistance of the resistance lines 8th establish. The resistance lines 8th are in particular wires from Konstantan.

In einer anderen Ausgestaltung ist die Zellmodulüberwachungsvorrichtung 1 nicht in das Zellmodul integriert, sondern außerhalb des Zellmoduls 10 angeordnet. In diesem Fall sind alle in der Fahrzeugbatterie 12 vorhandenen Zellmodule 10 mit der Zellmodulüberwachungsvorrichtung 1 über die Flachleiterfolie 2' mittels Widerstandsleitungen 8 verbunden.In another embodiment, the cell module monitoring device 1 not integrated into the cell module but outside the cell module 10 arranged. In this case, all are in the vehicle battery 12 existing cell modules 10 with the Cell module monitoring device 1 over the flat conductor foil 2 ' by resistance lines 8th connected.

Mit Bezug zu den 5 und 6 wird ein Heizsystem für die Fahrzeugbatterie 12 erläutert. Die Erfassung der Kenngrößen der in 6 gezeigten Fahrzeugbatterie 12 erfolgt dabei zentral mit lediglich einer Zellmodulüberwachungsvorrichtung 1.Related to the 5 and 6 becomes a heating system for the vehicle battery 12 explained. The recording of the parameters of in 6 shown vehicle battery 12 takes place centrally with only one cell module monitoring device 1 ,

Die Widerstandsleitungen 8 werden dabei gleichmäßig über die Flachleiterfolie 2' verteilt angeordnet. Durch den Strom, der durch die Widerstandsleitungen 8 geleitet wird, werden diese erwärmt. Die erzeugte Wärme wird über die Flachleiterfolie 2' abgeführt.The resistance lines 8th Be evenly over the flat conductor foil 2 ' arranged distributed. By the current passing through the resistance lines 8th is passed, they are heated. The generated heat is transmitted via the flat conductor foil 2 ' dissipated.

Im Vergleich zu Zellmodulüberwachungsvorrichtungen 1 mit physischen Widerständen, kann ein deutlich höherer Balancing-Strom durch die Widerstandsleitungen 8 geführt werden, da diese durch den Abtransport der Wärme über die Flachleiterfolie 2' deutlich mehr Wärme abführen können.Compared to cell module monitoring devices 1 With physical resistances, a significantly higher balancing current can pass through the resistance lines 8th be led, as these by the removal of heat through the flat conductor foil 2 ' can dissipate much more heat.

Diese Wärme kann gleichzeitig dazu verwendet werden, die Zellmodule 10 bei niedrigen Temperaturen zu wärmen. Hierzu wird die Flachleiterfolie 2' mit den gleichmäßig verteilten Widerstandsleitungen 8 mäanderartig um die Zellmodule 10 herumgeführt, wie dies in 6 gezeigt ist. Hierdurch kann jedes Zellmodul 10 von drei Seiten von der Flachleiterfolie 2' umgeben sein. Die von der Flachleiterfolie 2' abgeführte Wärme kann so direkt an die Zellmodule 10 weitergegeben werden.This heat can be used simultaneously to the cell modules 10 to warm at low temperatures. For this purpose, the flat conductor foil 2 ' with the evenly distributed resistance lines 8th Meandering around the cell modules 10 led around like this in 6 is shown. This allows every cell module 10 from three sides of the flat conductor foil 2 ' be surrounded. The of the flat conductor foil 2 ' dissipated heat can be directly to the cell modules 10 be passed on.

Weiterhin kann Wärme, die nicht an die Zellmodule 10 weitergegeben wird, durch einen Freiraum aus der Fahrzeugbatterie 12 geleitet werden. Dies ist in 7 mittels des Pfeiles 16 angedeutet.Furthermore, heat can not reach the cell modules 10 is passed through a free space from the vehicle battery 12 be directed. This is in 7 by means of the arrow 16 indicated.

Das Heizsystem der 5 bis 7 kann auch bei einer Fahrzeugbatterie 12mit dezentraler Kenngrößenerfassung, verwendet werden. Hierzu können die Zellmodule 10 dann mittels einer Flachleiterfolie 2' miteinander verbunden werden, die wiederum mäanderartig um die Zellmodule 10 geführt wird.The heating system of 5 to 7 can also be used in a vehicle battery 12 with decentralized characteristic detection. For this purpose, the cell modules 10 then by means of a flat conductor foil 2 ' connected to each other, which in turn meander around the cell modules 10 to be led.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
ZellmodulüberwachungsvorrichtungCell module monitoring device
22
flexible Trägerplatte; FPC-Folieflexible support plate; FPC foil
2'2 '
FlachleiterfolieFlat conductor film
33
Bereich; PlatineArea; circuit board
44
erstes Bauteilfirst component
4.14.1
Mikrocontrollermicrocontroller
4.24.2
Transceivertransceiver
4.34.3
Antenneantenna
55
zweites Bauteil; ASICsecond component; ASIC
66
drittes Bauteil; Balancing Filterthird component; Balancing filter
77
Verbindungspunkteconnection points
88th
Leitungencables
99
Widerstandresistance
1010
Zellmodulcell module
1111
Verbindungselementconnecting member
1212
Fahrzeugbatterievehicle battery
1313
Fahrzeugbusvehicle bus
1414
BenutzerschnittstelleUser interface
1515
Fahrzeugvehicle
1616
Wärmeabfuhrheat dissipation
1717
BatteriemanagementsystemBattery Management System

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102015202601 A1 [0003]DE 102015202601 A1 [0003]
  • WO 2013/066926 A1 [0004]WO 2013/066926 A1 [0004]

Claims (10)

Zellmodulüberwachungsvorrichtung (1) für eine Fahrzeugbatterie (12) umfassend ein erstes Bauteil (4), welches eine Auswertungseinheit (4.1) und eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung (4.2, 4.3) umfasst, und eine zumindest teilweise flexible Trägerplatte (2), wobei die zumindest teilweise flexible Trägerplatte (2) einen Bereich (3) aufweist, bei dem das erste Bauteil (4) angeordnet ist.Cell module monitoring device (1) for a vehicle battery (12) comprising a first component (4), which comprises an evaluation unit (4.1) and a wireless communication device (4.2, 4.3), and an at least partially flexible support plate (2), wherein the at least partially flexible Support plate (2) has a region (3), in which the first component (4) is arranged. Zellmodulüberwachungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dass das erste Bauteil (4) in den Bereich der zumindest teilweise flexiblen Trägerplatte (2) integriert ist.Cell module monitoring device (1) according to Claim 1 , characterized in that the first component (4) is integrated in the region of the at least partially flexible carrier plate (2). Zellmodulüberwachungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich (3) der zumindest teilweise flexiblen Trägerplatte (2), bei welchem das erste Bauteil (4) angeordnet ist, starr ausgebildet ist.Cell module monitoring device (1) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the region (3) of the at least partially flexible carrier plate (2), in which the first component (4) is arranged, is rigid. Zellmodulüberwachungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die drahtlose Kommunikationsschnittstelle (4.2, 4.3) eine Funkschnittstelle zur Kommunikation mit einem Batteriemanagementsystem (17), einem Fahrzeugbus (13) und/oder einer Benutzerschnittstelle (14) umfasst.Cell module monitoring device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the wireless communication interface (4.2, 4.3) comprises a radio interface for communication with a battery management system (17), a vehicle bus (13) and / or a user interface (14). Zellmodulüberwachungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich (3) Verbindungsstellen (7) umfasst, an welchen Leitungen (8) zur Verbindung der Zellmodulüberwachungsvorrichtung (1) mit einem Zellmodul (10) befestigbar sind.Cell module monitoring device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the region (3) connection points (7), to which lines (8) for connecting the cell module monitoring device (1) with a cell module (10) can be fastened. Zellmodul (10) für eine Fahrzeugbatterie (12) mit einer Zellmodulüberwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Zellmodul (10) mittels zumindest einer Leitung (8), die auf einer zumindest teilweise flexiblen Trägerplatte (2) angeordnet ist, mit der Zellmodulüberwachungsvorrichtung (1) gekoppelt ist.Cell module (10) for a vehicle battery (12) with a cell module monitoring device according to one of Claims 1 to 5 in that the cell module (10) is coupled to the cell module monitoring device (1) by means of at least one line (8) which is arranged on an at least partially flexible carrier plate (2). Fahrzeugbatterie (12) mit mehreren Zellmodulen (10) und zumindest einer Zellmodulüberwachungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei jedes der Zellmodule (10) mittels zumindest einer Leitung (8), die auf einer zumindest teilweise flexiblen Trägerplatte (2) angeordnet sind, mit der zumindest einen Zellmodulüberwachungsvorrichtung (1) gekoppelt ist.Vehicle battery (12) having a plurality of cell modules (10) and at least one cell module monitoring device (1) according to one of Claims 1 to 5 in that each of the cell modules (10) is coupled to the at least one cell module monitoring device (1) by means of at least one line (8) arranged on an at least partially flexible carrier plate (2). Fahrzeugbatterie (12) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Zellmodul (10) eine Zellmodulüberwachungsvorrichtung (1) angeordnet ist, wobei jedes Zellmodul mit der ihr zugeordneten Zellmodulüberwachungsvorrichtung (1) mittels zumindest einer Leitung (8) verbunden ist.Vehicle battery (12) after Claim 7 , characterized in that a cell module monitoring device (1) is arranged for each cell module (10), each cell module being connected to its associated cell module monitoring device (1) by means of at least one line (8). Fahrzeugbatterie (12) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen (8) Widerstandsleitungen sind, wobei der Widerstand, den eine Leitung (8) bereitstellt, mittels des Materials, aus welchem die Leitungen gefertigt werden, des Leitungsdurchmessers, der Leitungsbreite und/oder der Leitungsführung auf der zumindest teilweise flexiblen Trägerplatte (2) festgelegt ist.Vehicle battery (12) after Claim 7 or 8th characterized in that the leads (8) are resistance leads, wherein the resistance provided by a lead (8) is at least partially determined by the material from which the leads are made, the lead diameter, lead width, and / or lead routing flexible carrier plate (2) is fixed. Fahrzeugbatterie (12) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen (8) über die gesamte Fläche der zumindest teilweise flexiblen Trägerplatte (2) gleichmäßig verteilt angeordnet sind, so dass von den Leitungen (8) freiwerdende Wärme gleichmäßig über die zumindest teilweise flexible Trägerplatte (2) verteilt wird, wobei die zumindest teilweise flexible Trägerplatte (2) derart bei den Zellmodulen (10) angeordnet ist, dass die mittels der Leitungen (8) erwärmte zumindest teilweise flexible Trägerplatte (2) die Zellmodule (10) heizt, wobei die zumindest teilweise flexible Trägerplatte (2) um die Zellmodule (10) herumgeführt ist.Vehicle battery (12) after one of Claims 7 to 9 , characterized in that the lines (8) over the entire surface of the at least partially flexible support plate (2) are arranged uniformly distributed, so that from the lines (8) released heat evenly distributed over the at least partially flexible support plate (2), wherein the at least partially flexible carrier plate (2) is arranged at the cell modules (10) such that the at least partially flexible carrier plate (2) heated by the lines (8) heats the cell modules (10), the at least partially flexible carrier plate (2 ) is guided around the cell modules (10).
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