DE102022112979A1 - Battery monitoring device and a method for connecting at least one battery cell to the battery monitoring device - Google Patents

Battery monitoring device and a method for connecting at least one battery cell to the battery monitoring device Download PDF

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Michael Zeilbeck
Sonja Bogojevic
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterieüberwachungseinrichtung (1) zur Überwachung des Betriebszustands von Batteriezellen (2) eines Batteriemoduls (3) für ein Kraftfahrzeug (25), umfassend Anschlusskontakte (4) zum Anschließen jeweils einer Batteriezelle (2) einer maximalen Anzahl an Batteriezellen (2) in einer ersten Zellkonfiguration (6), wobei mindestens einer der Anschlusskontakte (4) eine elektrisch mit diesem verbundene Hilfskontaktstelle (7) aufweist, die dazu eingerichtet ist, durch Platzierung einer Überbrückung (80) zwischen einem belegten Anschlusskontakt (5) und der Hilfskontaktstelle (7) alternativ eine zweite Zellkonfiguration (10) mit einer geringeren Anzahl als der maximalen Anzahl an Batteriezellen (2) anzuschließen.

Figure DE102022112979A1_0000
The present invention relates to a battery monitoring device (1) for monitoring the operating state of battery cells (2) of a battery module (3) for a motor vehicle (25), comprising connection contacts (4) for connecting one battery cell (2) of a maximum number of battery cells (2 ) in a first cell configuration (6), wherein at least one of the connection contacts (4) has an auxiliary contact point (7) electrically connected to it, which is designed to do so by placing a bridge (80) between an occupied connection contact (5) and the auxiliary contact point (7) alternatively connect a second cell configuration (10) with a smaller number than the maximum number of battery cells (2).
Figure DE102022112979A1_0000

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterieüberwachungseinrichtung zur Überwachung des Betriebszustands von Batteriezellen und ein Verfahren zum Anschließen zumindest einer Batteriezelle einer ersten Zellkonfiguration an eine Batterieüberwachungseinrichtung.The present invention relates to a battery monitoring device for monitoring the operating state of battery cells and a method for connecting at least one battery cell of a first cell configuration to a battery monitoring device.

Stand der TechnikState of the art

In einem Hochvolt (HV) - Batteriesystem mit Lithiumionenbatterien wird üblicher Weise der Zustand des gesamten Systems sowie der einzelnen Batteriezellen oder Gruppen von Batteriezellen mittels eines Batteriemanagementsystems überwacht. Hierzu werden die Betriebsparameter jeder seriell geschalteten Batteriezelle gemessen und überwacht. Aufgrund der Spannungslage wird zudem die Isolation des Batteriesystems zum Gehäuse gemessen und überwacht.In a high-voltage (HV) battery system with lithium-ion batteries, the condition of the entire system as well as the individual battery cells or groups of battery cells is usually monitored using a battery management system. For this purpose, the operating parameters of each battery cell connected in series are measured and monitored. Due to the voltage level, the insulation of the battery system from the housing is also measured and monitored.

Für die Überwachung der Batteriezellen bezüglich ihrer Betriebsparameter, beispielsweise wie Spannung und/oder Temperatur und/oder Strom, werden die Batteriezellen in der Regel einzeln an eine Batterieüberwachungseinrichtung (Cell Measurement Board) angeschlossen, die über eine Kommunikationsleitung mit einem Batteriehauptsteuergerät verbunden ist. Die Batterieüberwachungseinrichtung misst und übermittelt die besagten Werte an das Batteriehauptsteuergerät. Die Batterieüberwachungseinrichtung kann dazu nah an den Batteriezellen positioniert sein. Dabei kann die Anzahl der in Reihe geschalteten Batteriezellen je nach Zellkonfiguration variieren.To monitor the battery cells with regard to their operating parameters, for example voltage and/or temperature and/or current, the battery cells are usually individually connected to a battery monitoring device (cell measurement board), which is connected to a main battery control unit via a communication line. The battery monitoring device measures and transmits the said values to the main battery control unit. For this purpose, the battery monitoring device can be positioned close to the battery cells. The number of battery cells connected in series can vary depending on the cell configuration.

So ist aus der US 2012/0286794 A1 ein System zur Messung und Überwachung von Batteriezellspannungen in einer Batterie bekannt, welches an eine Anzahl von Batteriezellen, die kleiner ist als eine maximal anschließbare Anzahl an Batteriezellen, anpassbar ist. Dies wird mittels elektrischer Brücken erreicht, mittels welchen bestimmte Zellanschlüsse überbrückt werden können. Nachteilig ist jedoch, dass der Vorgang zum Überbrücken von Leerstellen vom Prozedere des Anschließens einer Batteriezelle an das System verschieden ist.That's how it is from the US 2012/0286794 A1 a system for measuring and monitoring battery cell voltages in a battery is known, which is adaptable to a number of battery cells that is smaller than a maximum number of battery cells that can be connected. This is achieved using electrical bridges, which can be used to bridge certain cell connections. The disadvantage, however, is that the process for bridging voids is different from the procedure for connecting a battery cell to the system.

Aus der DE 10 2019 103 277 A1 ist ein Zellüberwachungsmodul bekannt, welches von zwei Batteriemodulen mit einer jeweils unterschiedlichen Anzahl an Batteriezellen in einer Batterie mit elektrischer Energie versorgt wird. Zur Symmetrierung des Energieverbrauchs des Zellüberwachungsmoduls kann eine Batteriezelle von einem Batteriemodul in ein anderes Batteriemodul mittels eines Aktivierungsschalters elektrisch umgeschaltet werden, sodass die Batteriezellen ihre gespeicherte elektrische Energie gleichmäßig an das Zellüberwachungsmodul abgegeben.From the DE 10 2019 103 277 A1 a cell monitoring module is known, which is supplied with electrical energy by two battery modules, each with a different number of battery cells in a battery. To balance the energy consumption of the cell monitoring module, a battery cell can be electrically switched from one battery module to another battery module using an activation switch, so that the battery cells release their stored electrical energy evenly to the cell monitoring module.

Aus der DE 10 2019 112 782 A1 ist ein Batterieüberwachungssystem bekannt, welches mittels Software und Steckbrücken für unterschiedliche Anzahlen an Batteriezellen konfiguriert werden kann.From the DE 10 2019 112 782 A1 A battery monitoring system is known which can be configured for different numbers of battery cells using software and jumpers.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Batterieüberwachungseinrichtung, sowie ein entsprechendes Verfahren, bereitzustellen, welche bei der Herstellung einfach zu handhaben sind.Based on the known prior art, it is an object of the present invention to provide an improved battery monitoring device, as well as a corresponding method, which are easy to handle during production.

Die Aufgabe wird durch eine Batterieüberwachungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren.The task is solved by a battery monitoring device with the features of claim 1. Advantageous further developments result from the subclaims, the description and the figures.

Entsprechend wird eine Batterieüberwachungseinrichtung zur Überwachung eines Betriebszustands von Batteriezellen eines Batteriemoduls für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, umfassend Anschlusskontakte zum Anschließen jeweils einer Batteriezelle einer maximalen Anzahl an Batteriezellen in einer ersten Zellkonfiguration. Die Batterieüberwachungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Anschlusskontakte eine elektrisch mit diesem verbundene Hilfskontaktstelle aufweist, die dazu eingerichtet ist, durch Platzierung einer Überbrückung zwischen einem belegten Anschlusskontakt und der Hilfskontaktstelle alternativ eine zweite Zellkonfiguration mit einer geringeren Anzahl als der maximalen Anzahl an Batteriezellen anzuschließen.Accordingly, a battery monitoring device for monitoring an operating state of battery cells of a battery module for a motor vehicle is proposed, comprising connection contacts for connecting one battery cell of a maximum number of battery cells in a first cell configuration. The battery monitoring device is characterized in that at least one of the connection contacts has an auxiliary contact point electrically connected to it, which is designed to alternatively connect a second cell configuration with a smaller number than the maximum number of battery cells by placing a bridging between an occupied connection contact and the auxiliary contact point .

Mit anderen Worten kann die Batterieüberwachungseinrichtung Anschlusskontakte zum Anschließen jeweils einer Batteriezelle einer maximalen Anzahl an Batteriezellen aufweisen, die bei Vorliegen der maximalen Anzahl an Batteriezellen auch sämtlich belegt sind. Dabei weist mindestens einer der Anschlusskontakte eine elektrisch mit diesem verbundene Hilfskontaktstelle auf, die dazu eingerichtet ist, durch Platzierung einer Überbrückung zwischen einem belegten Anschlusskontakt und der Hilfskontaktstelle und/oder zwischen den jeweiligen Hilfskontaktstellen eine geringere Anzahl an Batteriezellen als der maximalen Anzahl an Batteriezellen der ersten Zellkonfiguration anzuschließen. Entsprechend können mit der Batterieüberwachungseinrichtung auch Zellkonfigurationen überwacht und angeschlossen werden, bei denen die Anzahl der Batteriezellen kleiner ist, als die maximale Anzahl. Die Batteriezellen einer solchen Zellkonfiguration werden ebenfalls mit den Anschlusskontakten verbunden. Es sind dann aber eben nicht alle Anschlusskontakte belegt.In other words, the battery monitoring device can have connection contacts for connecting one battery cell of a maximum number of battery cells, all of which are occupied when the maximum number of battery cells is present. At least one of the connection contacts has an auxiliary contact point electrically connected to it, which is designed to have a smaller number of battery cells than the maximum number of battery cells of the first by placing a bridging between an occupied connection contact and the auxiliary contact point and / or between the respective auxiliary contact points Connect cell configuration. Accordingly, the battery monitoring device can also be used to monitor and connect cell configurations in which the number of battery cells is smaller than the maximum number. The battery cells of such a cell configuration are also connected to the connection contacts. However, not all connection contacts are occupied.

Mittels der Platzierung der Überbrückung zwischen dem belegten Anschlusskontakt und der Hilfskontaktstelle kann somit mindestens eine Position bzw. ein nicht belegter Anschlusskontakt einer in einer Zellkonfiguration fehlenden Batteriezelle überbrückt werden. Mittels dem belegten Anschlusskontakt kann eine Batteriezelle mit der Batterieüberwachungseinrichtung elektrisch verbunden sein. Die erste Zellkonfiguration kann beispielsweise eine maximale Anzahl von 16 Batteriezellen umfassen, welche an die Batterieüberwachungseinheit angeschlossen werden können. Eine geringere Anzahl in einer weiteren Zellkonfiguration kann beispielsweise 14 oder 15 Batteriezellen umfassen. Die Fehlstellen können entsprechend mit einer Überbrückung überbrückt werden.By placing the bridging between the occupied connection contact and the auxiliary contact point, at least one position or an unoccupied connection contact of a battery cell that is missing in a cell configuration can be bridged. A battery cell can be electrically connected to the battery monitoring device by means of the occupied connection contact. The first cell configuration can, for example, include a maximum number of 16 battery cells, which can be connected to the battery monitoring unit. A smaller number in a further cell configuration may include, for example, 14 or 15 battery cells. The defects can be bridged accordingly with a bridge.

Das Batteriemodul kann eine Batterieüberwachungseinrichtung umfassen, an welcher eine Anzahl an Batteriezellen als Zellkonfiguration angeschlossen ist. Mehrere Batteriemodule können zu einer Batterie zusammengeschaltet werden, beispielsweise in Reihe und/oder parallel.The battery module can include a battery monitoring device to which a number of battery cells are connected as a cell configuration. Several battery modules can be connected together to form a battery, for example in series and/or parallel.

Die Position der zu überbrückenden Batteriezelle kann in einem Layout der Batterieüberwachungseinrichtung, beispielsweise einem Layout einer Platine der Batterieüberwachungseinrichtung, an einem freien Anschlusskontakt liegen, wobei der belegte Anschlusskontakt ein zum freien Anschlusskontakt benachbarter Anschlusskontakt, insbesondere ein zum freien Anschlusskontakt versetzter oder gegenüberliegender Anschlusskontakt sein kann. Die Batteriezellen können in Reihe geschaltet sein, wobei mittels der elektrischen Verbindung zwischen der Hilfskontaktstelle und dem belegten Anschlusskontakt zum Überbrücken von fehlenden Batteriezellen die Reihenschaltung elektrisch geschlossen werden kann. Die elektrische Verbindung zwischen dem freien Anschlusskontakt und der Hilfskontaktstelle kann hierzu im Layout der Batterieüberwachungseinrichtung vorgesehen sein. Dazu kann die Batterieüberwachungseinrichtung als ein Halbleiterbauelement vorgesehen sein, welches entsprechende Anschlussstellen und einem Connector zur Datenübertragung an ein Batteriehauptsteuergerät umfasst.The position of the battery cell to be bridged can be on a free connection contact in a layout of the battery monitoring device, for example a layout of a circuit board of the battery monitoring device, wherein the occupied connection contact can be a connection contact adjacent to the free connection contact, in particular a connection contact offset or opposite to the free connection contact. The battery cells can be connected in series, whereby the series connection can be electrically closed by means of the electrical connection between the auxiliary contact point and the occupied connection contact to bridge missing battery cells. For this purpose, the electrical connection between the free connection contact and the auxiliary contact point can be provided in the layout of the battery monitoring device. For this purpose, the battery monitoring device can be provided as a semiconductor component, which includes corresponding connection points and a connector for data transmission to a main battery control unit.

Die Hilfskontaktstelle kann im Layout vom freien Anschlusskontakt versetzt sein, insbesondere in der Nähe des belegten Anschlusskontakts und bevorzugt in einer Flucht zum belegten Anschlusskontakt angeordnet sein. In einer Flucht kann bedeuten, dass die Hilfskontaktstelle auf dem Layout im Wesentlichen in einer Reihe zum belegten Anschlusskontakt angeordnet ist. Der belegte Anschlusskontakt kann dazu ein zum freien Anschlusskontakt benachbarter Anschlusskontakt sein. Damit ist es beispielsweise möglich, das Anbringen der Überbrückung zwischen der Hilfskontaktstelle und dem belegten Anschlusskontakt mittels Bonden in einer vorgegebenen Richtung zu erreichen, die bevorzugt in dergleichen Richtung liegt, wie das reguläre Verbinden der Batteriezellen mit den Anschlusskontakten über die elektrische Brücke.The auxiliary contact point can be offset in the layout from the free connection contact, in particular in the vicinity of the occupied connection contact and preferably arranged in alignment with the occupied connection contact. In alignment can mean that the auxiliary contact point on the layout is arranged essentially in a row with the occupied connection contact. The occupied connection contact can be a connection contact adjacent to the free connection contact. This makes it possible, for example, to attach the bridging between the auxiliary contact point and the occupied connection contact by means of bonding in a predetermined direction, which is preferably in the same direction as the regular connection of the battery cells to the connection contacts via the electrical bridge.

Bevorzugt werden die elektrischen Brücken und die Überbrückung mit dem gleichen Verfahren hergestellt, beispielsweise mittels Bonden. Dann können mittels des Bondens Überbrückungen und elektrische Brücken im gleichen Prozess hergestellt werden, so dass sowohl das Verbinden der Batteriezellen, als auch das Einstellen der jeweiligen Konfiguration für die Batterieüberwachungseinrichtung mit dem gleichen Prozess erreicht werden können.The electrical bridges and the bridging are preferably produced using the same process, for example by bonding. Then, by means of bonding, bridging and electrical bridges can be produced in the same process, so that both the connection of the battery cells and the setting of the respective configuration for the battery monitoring device can be achieved with the same process.

Das Layout der Anschlusskontakte und/oder der Hilfskontaktstellen kann dafür dazu eingerichtet sein, mittels der Platzierung zumindest einer Überbrückung zwischen dem belegten Anschlusskontakt und der Hilfskontaktstelle und/oder zwischen den jeweiligen Hilfskontaktstellen eine unterschiedliche Anzahl an Batteriezellen, insbesondere eine geringere Anzahl als die maximale Anzahl an Batteriezellen, als Zellkonfiguration anzuschließen. Ergänzend oder alternativ kann die Position für die fehlende Batteriezelle am freien Anschlusskontakt mittels Positionierung der Überbrückung zwischen den jeweiligen Hilfskontaktstellen überbrückt werden.The layout of the connection contacts and/or the auxiliary contact points can be set up to accommodate a different number of battery cells, in particular a smaller number than the maximum number, by placing at least one bridge between the occupied connection contact and the auxiliary contact point and/or between the respective auxiliary contact points Battery cells to be connected as a cell configuration. Additionally or alternatively, the position for the missing battery cell on the free connection contact can be bridged by positioning the bridging between the respective auxiliary contact points.

Die Batterieüberwachungseinrichtung kann dabei mittels der Batteriezellen der Zellkonfiguration mit elektrischer Energie versorgt werden. Hierbei kann die Batterieüberwachungseinrichtung ein gleichbleibendes Layout und/oder Routing aufweisen, das an eine unterschiedliche Anzahl an Batteriezellen mittels einer entsprechenden Platzierung der Überbrückungen eingestellt werden kann. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine Plattformlösung, die für unterschiedliche Zellkonfigurationen verwendet werden kann, bereitgestellt wird, mit welcher eine Schaltplanänderung und zusätzliche entwicklungsbegleitende Tests vermieden werden können. Dies kann darüber hinaus die Produktion der Batteriemodule vereinfachen, da die Batterieüberwachungseinrichtungen in den unterschiedlichen Zellkonfigurationen einerseits baugleich sind, während die Zellkonfigurationen andererseits variabel sein können.The battery monitoring device can be supplied with electrical energy using the battery cells of the cell configuration. Here, the battery monitoring device can have a consistent layout and/or routing, which can be adjusted to a different number of battery cells by means of a corresponding placement of the jumpers. This has the advantage of providing a platform solution that can be used for different cell configurations, with which a circuit diagram change and additional tests accompanying development can be avoided. This can also simplify the production of the battery modules, since the battery monitoring devices in the different cell configurations are, on the one hand, identical in construction, while on the other hand the cell configurations can be variable.

Die Überbrückung kann mittels mikroelektronischem Bonden hergestellt sein, beispielsweise mittels Drahtbonden (Wire Bonding) oder Bändchenbonden (Ribbon Bonding). Auch die elektrischen Brücken können mittels dieser genannten mikroelektronischen Bondingverfahren hergestellt werden. Mit anderen Worten können der Anschlusskontakt und/oder die Hilfskontaktstelle in dem Layout dazu eingerichtet sein, dass die elektrische Kontaktierung mittels Drahtbonden und/oder Bändchenbonden erfolgt. Die elektrische Brücke kann somit einerseits mittels des besagten Bondens zwischen der Batteriezelle, insbesondere einem Polanschluss der Batteriezelle, und den Anschlusskontakten platziert werden. Ergänzend oder alternativ kann die Überbrückung zwischen der Hilfskontaktstelle und dem belegten Anschlusskontakt und/oder zwischen den jeweiligen Hilfskontaktstellen mittels des besagten Bondens platziert werden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Platzierung der elektrischen Brücken und der Überbrückungen einfach, automatisiert und ohne Fügeaufwand erfolgen kann. Besonders vorteilhaft kann mittels des Bondens ein Überbrücken einer Batteriezelle in derselben Orientierung wie das Anschließen einer Batteriezelle, also ohne eine Quer- oder Lateralbewegung, erfolgen.The bridging can be produced using microelectronic bonding, for example using wire bonding or ribbon bonding. The electrical bridges can also be manufactured using these microelectronic bonding processes the. In other words, the connection contact and/or the auxiliary contact point in the layout can be set up so that the electrical contact is made by means of wire bonding and/or ribbon bonding. The electrical bridge can therefore be placed on the one hand by means of said bonding between the battery cell, in particular a pole connection of the battery cell, and the connection contacts. Additionally or alternatively, the bridging can be placed between the auxiliary contact point and the occupied connection contact and/or between the respective auxiliary contact points by means of said bonding. This has the advantage that the placement of the electrical bridges and bridging can be done easily, automatically and without any joining effort. Bonding can be used particularly advantageously to bridge a battery cell in the same orientation as connecting a battery cell, i.e. without a transverse or lateral movement.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass mittels der Platzierung der Überbrückung zwischen dem belegten Anschlusskontakt und der Hilfskontaktstelle zumindest die Position einer Batteriezelle, insbesondere eine in der Zellkonfiguration nicht vorgesehene Batteriezelle, überbrückt ist. Mit anderen Worten, die Position kann eine Leerstelle einer fehlenden Batteriezelle sein, die überbrückt werden soll. Die Position kann mittels der Platzierung zumindest einer Überbrückung, beispielsweise jeweils eine Überbrückung für einen Polanschluss der Batteriezelle, zwischen dem belegten Anschlusskontakt und der Hilfskontaktstelle überbrückt werden. Die Positionen für die fehlende Batteriezelle können hierzu an den jeweiligen freien Anschlusskontakten vorgesehen sein.One embodiment provides that by placing the bridging between the occupied connection contact and the auxiliary contact point, at least the position of a battery cell, in particular a battery cell not provided in the cell configuration, is bridged. In other words, the position may be a vacancy of a missing battery cell that is to be bridged. The position can be bridged by placing at least one bridge, for example a bridge for a pole connection of the battery cell, between the occupied connection contact and the auxiliary contact point. For this purpose, the positions for the missing battery cell can be provided on the respective free connection contacts.

Ergänzend oder alternativ können weitere Positionen von zumindest zwei fehlenden Batteriezellen mittels einer Platzierung zumindest einer Überbrückung zwischen den jeweiligen Hilfskontaktstellen der jeweiligen freien Anschlusskontakte überbrückt werden. Beispielsweise kann eine Position mittels Platzierung zumindest einer Überbrückung zwischen dem belegten Anschlusskontakt und der Hilfskontaktstelle überbrückt werden und zumindest eine weitere Position mittels Platzierung zumindest einer Überbrückung zwischen den Hilfskontaktstellen der jeweiligen freien Anschlusskontakte. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Batterieüberwachungseinrichtung ausgehend von einer maximalen Anzahl an anschließbaren Batteriezellen an eine unterschiedliche Anzahl an Batteriezellen mittels Überbrückung der Leerstellen angepasst werden kann.Additionally or alternatively, further positions of at least two missing battery cells can be bridged by placing at least one bridge between the respective auxiliary contact points of the respective free connection contacts. For example, one position can be bridged by placing at least one bridging between the occupied connection contact and the auxiliary contact point and at least one further position can be bridged by placing at least one bridging between the auxiliary contact points of the respective free connection contacts. This results in the advantage that the battery monitoring device can be adapted to a different number of battery cells by bridging the empty spaces, starting from a maximum number of connectable battery cells.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass an dem belegten Anschlusskontakt ein niedrigstes Potential, beispielsweise ein Polanschluss einer ersten Batteriezelle oder ein höchstes Potential, beispielsweise ein Gegenpolanschluss einer zweiten Batteriezelle, der jeweiligen Zellkonfiguration angeschlossen ist. Mit anderen Worten, die elektrische Energieversorgung der Batterieüberwachungseinrichtung kann von den Batteriezellen bereitgestellt werden. Die Batteriezellen können hierzu ausgehend von einer ersten Batteriezelle für ein niedrigstes Potential an einem Polanschluss der ersten Batteriezelle bis zu einer zweiten Batteriezelle als letzte Batteriezelle in Reihe geschaltet sein. Der Gegenpolanschluss der zweiten Batteriezelle kann hierzu der Anschluss für das höchste Potential sein. Der Gegenpolanschluss (beispielsweise Pluspol) der zweiten Batteriezelle kann ein zum Polanschluss der ersten Batteriezelle (beispielsweise Minuspol) korrespondierender Gegenpol sein. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Batterieüberwachungseinrichtung aus der Reihenschaltung der Batteriezellen aus variablen Zellkonfigurationen mit elektrischer Energie versorgt werden kann.One embodiment provides that a lowest potential, for example a pole connection of a first battery cell, or a highest potential, for example an opposite pole connection of a second battery cell, of the respective cell configuration is connected to the occupied connection contact. In other words, the electrical energy supply to the battery monitoring device can be provided by the battery cells. For this purpose, the battery cells can be connected in series starting from a first battery cell for a lowest potential at a pole connection of the first battery cell up to a second battery cell as the last battery cell. The opposite pole connection of the second battery cell can be the connection for the highest potential. The opposite pole connection (for example positive pole) of the second battery cell can be an opposite pole corresponding to the pole connection of the first battery cell (for example negative pole). This results in the advantage that the battery monitoring device can be supplied with electrical energy from the series connection of the battery cells from variable cell configurations.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass der Anschlusskontakt für die Batteriezelle mit dem höchsten Potential der jeweiligen Zellkonfiguration an einem ersten Ende und der Anschlusskontakt für die Batteriezelle mit dem niedrigsten Potential der Zellkonfiguration an einem zweiten Ende der Batterieüberwachungseinrichtung angeordnet sind. Mit anderen Worten, die Batteriezellen können für die Zellkonfiguration vom ersten zum zweiten Ende der Batterieüberwachungseinrichtung in einer Richtung gestapelt werden. Die Batteriezellen können somit in der jeweiligen Zellkonfiguration solange aufgefüllt werden, bis die maximale Anzahl oder eine Anzahl an Batteriezellen zwischen einer Mindestanzahl (größer oder gleich der Mindestanzahl) und der maximalen Anzahl erreicht ist. Die Mindestanzahl kann aus der maximalen Anzahl abzüglich der Anzahl der freien Anschlusskontakte mit den jeweiligen Hilfskontaktstellen zum Überbrücken der Leerstellen bestimmt sein. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Batterieüberwachungseinrichtung in unterschiedlichen Zellkonfigurationen mit elektrischer Energie versorgt werden kann.One embodiment provides that the connection contact for the battery cell with the highest potential of the respective cell configuration is arranged at a first end and the connection contact for the battery cell with the lowest potential of the cell configuration is arranged at a second end of the battery monitoring device. In other words, the battery cells may be stacked in one direction from the first to the second end of the battery monitor for cell configuration. The battery cells can thus be filled in the respective cell configuration until the maximum number or a number of battery cells between a minimum number (greater than or equal to the minimum number) and the maximum number is reached. The minimum number can be determined from the maximum number minus the number of free connection contacts with the respective auxiliary contact points for bridging the empty spaces. This results in the advantage that the battery monitoring device can be supplied with electrical energy in different cell configurations.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Hilfskontaktstelle bezüglich des belegten Anschlusskontakts, beispielsweise ein zu einem freien Anschlusskontakt benachbarter Anschlusskontakt, in einer Flucht angeordnet ist, bevorzugt in einer Flucht bezüglich des Anschlusskontakts für die Batteriezelle mit dem höchsten und/oder dem niedrigsten Potential der Zellkonfiguration. Mit anderen Worten, der freie Anschlusskontakt kann der Anschlusskontakt sein, an welchem in einer Zellkonfiguration eine Position für eine in der Zellkonfiguration fehlende Batteriezelle vorgesehen sein kann. Die Hilfskontaktstelle kann beispielsweise gegenüber dem belegten Anschlusskontakt oder versetzt zum jeweiligen freien Anschlusskontakt, mit welchem die Hilfskontaktstelle jeweils elektrisch verbunden ist, in dem Layout der Batterieüberwachungseinrichtung angeordnet sein.One embodiment provides that the auxiliary contact point is arranged in alignment with respect to the occupied connection contact, for example a connection contact adjacent to a free connection contact, preferably in an alignment with respect to the connection contact for the battery cell with the highest and/or the lowest potential of the cell configuration. In other words, the free connection contact can be the connection contact on which a position can be provided in a cell configuration for a battery cell that is missing in the cell configuration. The auxiliary contact point can, for example, be opposite the occupied connection contact or offset from the respective free connection contact, with which chem the auxiliary contact point is electrically connected, be arranged in the layout of the battery monitoring device.

Die elektrische Verbindung kann beispielsweise in dem Layout und/oder dem Routing der Batterieüberwachungseinrichtung vorgesehen sein. Der belegte Anschlusskontakt kann ein zum freien Anschlusskontakt benachbarter oder gegenüberliegender Anschlusskontakt, insbesondere der Anschlusskontakt für das niedrigste oder das höchste Potential, sein. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Positionen für die in der Zellkonfiguration fehlenden Batteriezellen sich am gleichen Ort im Layout, insbesondere an einem ersten oder zweiten Ende der Batterieüberwachungseinrichtung, befinden. Hierdurch kann ein Überbrücken der Leerstellen ohne Querbewegungen zum Anschließen der Batteriezellen an die Batterieüberwachungseinrichtung standardisiert erfolgen, sodass ein Verstellen eines Verfahrwegs einer Maschine zur Kontaktierung mittels des Bondens im Vergleich zum herkömmlichen Anschließen der Batteriezellen minimal ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass Produktion von Batteriemodulen mit unterschiedlichen Zellkonfigurationen standardisiert werden kann.The electrical connection can be provided, for example, in the layout and/or the routing of the battery monitoring device. The occupied connection contact can be a connection contact adjacent or opposite the free connection contact, in particular the connection contact for the lowest or the highest potential. This results in the advantage that the positions for the battery cells missing in the cell configuration are located at the same location in the layout, in particular at a first or second end of the battery monitoring device. As a result, the gaps can be bridged in a standardized manner without transverse movements for connecting the battery cells to the battery monitoring device, so that adjusting a travel path of a machine for contacting by means of bonding is minimal compared to conventional connection of the battery cells. This has the advantage that the production of battery modules with different cell configurations can be standardized.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass mindestens zwei Hilfskontaktstellen vorgesehen sind, die zueinander in einer Flucht, bevorzugt in einer Richtung parallel zu der elektrischen Brücke zum Anschluss der jeweiligen Batteriezellen der Zellkonfiguration an den jeweiligen Anschlusskontakt, angeordnet sind. Mit anderen Worten, mittels zumindest zwei Hilfskontaktstellen können zumindest zwei Positionen für in der Zellkonfiguration fehlende Batteriezellen überbrückt werden. Die jeweiligen Hilfskontaktstellen können bezüglich ihrer freien Anschlusskontakte, mit denen sie jeweils elektrisch verbunden sind, versetzt angeordnet sein, wobei mindestens zwei Hilfskontaktstellen in dem Layout der Batterieüberwachungseinrichtung zueinander in einer Flucht angeordnet sind. In einer Flucht kann darüber hinaus bedeuten, dass die jeweiligen Hilfskontaktstellen und/oder der belegte Anschlusskontakt im Wesentlichen zueinander in einer Reihe angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass durch die Anordnung der Kontaktstellen im Layout eine Richtung zum Platzieren der Überbrückungen zum Überbrücken zumindest einer Position einer fehlenden Batteriezelle im Wesentlichen parallel zu der Richtung der elektrischen Brücken zum Anschließen der Batteriezellen an die jeweiligen Anschlusskontakte sein kann. Somit kann beispielsweise beim Bonden für die Platzierung der Überbrückung das Prozedere zum Überbrücken von fehlenden Batteriezellen im Wesentlichen ähnlich oder identisch zu dem Prozedere zum Anschließen von Batteriezellen gestaltet sein, wobei insbesondere für eine Maschine zum Bonden beim Überbrücken einer fehlenden Batteriezelle keine Quer- oder Lateralbewegungen in Bezug zu einer Richtung zum Anschließen der Batteriezellen erforderlich sind.One embodiment provides that at least two auxiliary contact points are provided, which are arranged in alignment with one another, preferably in a direction parallel to the electrical bridge for connecting the respective battery cells of the cell configuration to the respective connection contact. In other words, at least two positions for battery cells missing in the cell configuration can be bridged by means of at least two auxiliary contact points. The respective auxiliary contact points can be arranged offset with respect to their free connection contacts to which they are each electrically connected, with at least two auxiliary contact points being arranged in alignment with one another in the layout of the battery monitoring device. In an alignment can also mean that the respective auxiliary contact points and/or the occupied connection contact are essentially arranged in a row with one another. This results in the advantage that, due to the arrangement of the contact points in the layout, a direction for placing the bridges for bridging at least one position of a missing battery cell can be essentially parallel to the direction of the electrical bridges for connecting the battery cells to the respective connection contacts. Thus, for example, when bonding for the placement of the bridging, the procedure for bridging missing battery cells can be designed essentially similar or identical to the procedure for connecting battery cells, with no transverse or lateral movements in particular for a machine for bonding when bridging a missing battery cell Reference to a direction for connecting the battery cells are required.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Überbrückung anstelle zwischen einer Hilfskontaktstelle und dem belegten Anschlusskontakt alternativ zwischen zwei Hilfskontaktstellen angeordnet ist. Mit anderen Worten, zumindest zwei Hilfskontaktstellen können zueinander in einer Flucht, insbesondere in einer Reihe in dem Layout zueinander angeordnet sein. Dabei können die Hilfskontaktstellen mit den jeweiligen freien Anschlusskontakten im Layout bereits elektrisch verbunden sein. Die Anzahl der Hilfskontaktstellen, die in einer Flucht angeordnet sind, kann sich an der Anzahl der zu überbrückenden Positionen orientieren. Die Anzahl der Hilfskontaktstellen, die in einer Flucht angeordnet sind, kann sich an der Anzahl der zu überbrückenden Positionen orientieren, wobei mindestens eine Hilfskontaktstelle in dem Layout in einer Flucht mit dem belegten Anschlusskontakt für eine Zusammenschaltung der Batteriezellen, wie beispielsweise zu einer Reihenschaltung, angeordnet sein kann. Beispielsweise kann eine fehlende Batteriezelle mittels zumindest einer Überbrückung zwischen einer Hilfskontaktstelle und dem belegten Anschlusskontakt und jede weitere fehlende Batteriezelle mittels zumindest einer Überbrückung zwischen der Hilfskontaktstelle und einer weiteren Hilfskontaktstelle, die zum entsprechenden freien Anschlusskontakt der fehlenden Batteriezelle gehört, überbrückt werden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass mehrere Positionen von fehlenden Batteriezellen überbrückt werden können, sodass die Anzahl an unterschiedlichen Zellkonfigurationen vergrößert werden kann.One embodiment provides that the bridging is arranged between two auxiliary contact points instead of between an auxiliary contact point and the occupied connection contact. In other words, at least two auxiliary contact points can be arranged in alignment with one another, in particular in a row in the layout. The auxiliary contact points can already be electrically connected to the respective free connection contacts in the layout. The number of auxiliary contact points that are arranged in an alignment can be based on the number of positions to be bridged. The number of auxiliary contact points that are arranged in an alignment can be based on the number of positions to be bridged, with at least one auxiliary contact point in the layout being arranged in an alignment with the occupied connection contact for interconnecting the battery cells, such as in a series connection can be. For example, a missing battery cell can be bridged by means of at least one bridging between an auxiliary contact point and the occupied connection contact and each further missing battery cell can be bridged by means of at least one bridging between the auxiliary contact point and a further auxiliary contact point, which belongs to the corresponding free connection contact of the missing battery cell. This has the advantage that several positions of missing battery cells can be bridged, so that the number of different cell configurations can be increased.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht eine Batterie, insbesondere ein Batteriemodul, umfassend zumindest eine Batterieüberwachungseinrichtung vor. Mit anderen Worten, die Batterie kann zumindest ein Batteriemodul mit jeweils einer Batterieüberwachungseinrichtung umfassen. Die Batteriemodule in der Batterie können jeweils eine unterschiedliche Anzahl an Batteriezellen als Zellkonfiguration umfassen, die jeweils an die Batterieüberwachungseinrichtung angeschlossen werden.One embodiment of the invention provides a battery, in particular a battery module, comprising at least one battery monitoring device. In other words, the battery can comprise at least one battery module, each with a battery monitoring device. The battery modules in the battery can each comprise a different number of battery cells as a cell configuration, which are each connected to the battery monitoring device.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht zudem ein Kraftfahrzeug umfassend eine Batterie oder ein Batteriemodul vor. Das Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet. Das Kraftfahrzeug kann elektrisch angetrieben (EV) oder insbesondere ein Hybridelektrofahrzeug (HEV, PHEV) sein.An embodiment of the invention also provides a motor vehicle comprising a battery or a battery module. The motor vehicle is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car or truck, or as a passenger bus or motorcycle. The motor vehicle can be electrically powered (EV) or in particular a hybrid electric vehicle (HEV, PHEV).

Die Erfindung umfasst auch Realisierungen, die eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen umfassen.The invention also includes implementations that include a combination of the features of several of the described embodiments.

Die oben gestellte Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zum Anschließen zumindest einer Batteriezelle mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche der Batterieüberwachungseinrichtung sowie der vorliegenden Beschreibung und den Figuren.The above task is further solved by a method for connecting at least one battery cell with the features of claim 11. Advantageous developments of the method result from the features of the subclaims of the battery monitoring device as well as the present description and the figures.

Entsprechend wird ein Verfahren zum Anschließen zumindest einer Batteriezelle einer ersten Zellkonfiguration an eine Batterieüberwachungseinrichtung zum Bereitstellen einer Batterie, bevorzugt für ein Kraftfahrzeug, vorgeschlagen.Accordingly, a method for connecting at least one battery cell of a first cell configuration to a battery monitoring device for providing a battery, preferably for a motor vehicle, is proposed.

Das Verfahren umfasst die Schritte:

  • - Anordnen und/oder Aufteilen einer Anzahl von Batteriezellen in zumindest eine Zellkonfiguration, welche jeweils kleiner oder gleich einer maximalen Anzahl an Batteriezellen ist, die mit der Batterieüberwachungseinrichtung elektrisch verbunden werden können,
  • - elektrisches Verbinden jeder Batteriezelle der Zellkonfiguration mit einem Anschlusskontakt der Batterieüberwachungseinrichtung,
  • - wenn die Anzahl der Batteriezellen in der Zellkonfiguration kleiner ist als die maximale Anzahl der Batteriezellen, die mit der Batterieüberwachungseinrichtung verbunden werden können, ist, Überbrücken der Position zumindest einer fehlenden Batteriezelle an einem freien Anschlusskontakt mittels Platzierung zumindest einer Überbrückung zwischen einem belegten Anschlusskontakt und einer Hilfskontaktstelle, welche mit dem jeweiligen freien Anschlusskontakt elektrisch verbunden ist, und/oder zwischen entsprechenden Hilfskontaktstellen, wobei die Überbrückung jeweils zueinander in einer Flucht, bevorzugt in einer Richtung parallel zu der elektrischen Brücke zum Anschluss der jeweiligen Batteriezellen der Zellkonfiguration an den jeweiligen Anschlusskontakt, platziert wird.
The procedure includes the steps:
  • - arranging and/or dividing a number of battery cells into at least one cell configuration, which is each smaller or equal to a maximum number of battery cells that can be electrically connected to the battery monitoring device,
  • - electrically connecting each battery cell of the cell configuration to a connection contact of the battery monitoring device,
  • - if the number of battery cells in the cell configuration is smaller than the maximum number of battery cells that can be connected to the battery monitoring device, bridging the position of at least one missing battery cell on a free connection contact by placing at least one bridging between an occupied connection contact and one Auxiliary contact point, which is electrically connected to the respective free connection contact, and / or between corresponding auxiliary contact points, the bridging being placed in alignment with one another, preferably in a direction parallel to the electrical bridge for connecting the respective battery cells of the cell configuration to the respective connection contact becomes.

Mit anderen Worten, im ersten Schritt kann eine Anzahl von Batteriezellen in zumindest eine Zellkonfiguration, welche jeweils kleiner oder gleich einer maximalen Anzahl an Batteriezellen ist, die mit der Batterieüberwachungseinrichtung elektrisch verbunden werden können, angeordnet und/oder aufgeteilt werden.In other words, in the first step, a number of battery cells can be arranged and/or divided into at least one cell configuration, which is each smaller or equal to a maximum number of battery cells that can be electrically connected to the battery monitoring device.

Beispielsweise sollen 48 Batteriezellen für eine Batterie in Reihe geschaltet werden, wobei an die Batterieüberwachungseinrichtung maximal 16 Batteriezellen angeschlossen werden können. Diese 48 Batteriezellen können also in 3 Batteriemodule umfassend jeweils 16 Batteriezellen, welche mit einer Batterieüberwachungseinrichtung elektrisch verbunden sind, aufgeteilt werden. Wenn dagegen in einem anderen Beispiel 46 Batteriezellen seriell zu einer Batterie 24 zusammengeschaltet werden sollen, müssen die besagten 46 Batteriezellen zunächst in Gruppen mit zweimal 16 Batteriezellen und einmal 14 Batteriezellen aufgeteilt und in jeweils zwei Zellkonfigurationen, also zwei Batteriemodule in der ersten Zellkonfiguration umfassend jeweils 16 Batteriezellen und ein Batteriemodul in einer zweiten Zellkonfiguration umfassend 14 Batteriezellen angeordnet werden. Alternativ können die 46 Batteriezellen in zwei Batteriemodule 3 umfassend jeweils 15 Batteriezellen und in ein Batteriemodul umfassend 16 Batteriezellen aufgeteilt werden. Die Batterie kann dann aus den einzelnen Batteriemodulen zusammengesetzt sein. Für einen gleichmäßigen Verschleiß der Batteriezellen kann die Aufteilung der Batteriezellen in Zellkonfigurationen derart erfolgen, dass die Anzahl der Batteriezellen in den jeweiligen Zellkonfigurationen möglichst wenig voneinander abweicht.For example, 48 battery cells should be connected in series for one battery, with a maximum of 16 battery cells being able to be connected to the battery monitoring device. These 48 battery cells can therefore be divided into 3 battery modules, each comprising 16 battery cells, which are electrically connected to a battery monitoring device. If, on the other hand, in another example, 46 battery cells are to be connected in series to form a battery 24, the said 46 battery cells must first be divided into groups with two times 16 battery cells and once 14 battery cells and into two cell configurations each, i.e. two battery modules in the first cell configuration comprising 16 each Battery cells and a battery module are arranged in a second cell configuration comprising 14 battery cells. Alternatively, the 46 battery cells can be divided into two battery modules 3 each comprising 15 battery cells and into one battery module comprising 16 battery cells. The battery can then be composed of the individual battery modules. To ensure uniform wear of the battery cells, the battery cells can be divided into cell configurations in such a way that the number of battery cells in the respective cell configurations differs as little as possible.

Hierzu kann in einem zweiten Schritt jede Batteriezelle in der jeweiligen Zellkonfiguration mit einem Anschlusskontakt der Batterieüberwachungseinrichtung elektrisch verbunden werden. Dies kann beispielsweise mittels mikroelektronischem Bonden, insbesondere mittels Draht- und/oder Bändchenbonden, erfolgen. Da in den jeweiligen Batteriemodulen jeweils eine baugleiche Batterieüberwachungseinrichtung verwendet wird, kann ein Überbrücken einer fehlenden Batteriezelle ohne Querbewegungen im Vergleich zum Anschließen der Batteriezellen an die Batterieüberwachungseinrichtung standardisiert erfolgen, sodass ein Verstellen eines Verfahrwegs einer Maschine zur Kontaktierung mittels der Bonden im Vergleich zum herkömmlichen Anschließen der Batteriezellen minimal ist.For this purpose, in a second step, each battery cell in the respective cell configuration can be electrically connected to a connection contact of the battery monitoring device. This can be done, for example, by means of microelectronic bonding, in particular by means of wire and/or ribbon bonding. Since an identical battery monitoring device is used in the respective battery modules, bridging a missing battery cell can be carried out in a standardized manner without transverse movements compared to connecting the battery cells to the battery monitoring device, so that a travel path of a machine for contacting by means of bonding can be adjusted compared to conventional connection Battery cells are minimal.

Hierzu kann in einem dritten Schritt die Position zumindest einer fehlenden Batteriezelle an einem freien Anschlusskontakt mittels Platzierung zumindest einer Überbrückung zwischen einem belegten Anschlusskontakt und einer Hilfskontaktstelle, welche jeweils mit dem jeweiligen freien Anschlusskontakt elektrisch verbunden ist, überbrückt werden, wenn die Anzahl der Batteriezellen in der Zellkonfiguration kleiner ist als die maximale Anzahl der Batteriezellen, die mit der Batterieüberwachungseinrichtung verbunden werden können. Zumindest eine fehlende Batteriezelle kann mittels zumindest einer Überbrückung zwischen dem belegten Anschlusskontakt und der Hilfskontaktstelle und ergänzend jede weitere fehlende Batteriezelle mittels zumindest einer elektrischen Brücke zwischen der Hilfskontaktstelle, welche dem freien Anschlusskontakt der weiteren fehlenden Batteriezelle zugeordnet ist, überbrückt werden. Die Platzierung der Überbrückungen zum Überbrücken kann hierbei bevorzugt in einer Richtung parallel zu der elektrischen Brücke zum Anschließen der jeweiligen Batteriezellen der Zellkonfiguration an den jeweiligen Anschlusskontakt erfolgen.For this purpose, in a third step, the position of at least one missing battery cell on a free connection contact can be bridged by placing at least one bridge between an occupied connection contact and an auxiliary contact point, which is electrically connected to the respective free connection contact, if the number of battery cells in the Cell configuration is smaller than the maximum number of battery cells that can be connected to the battery monitoring device. At least one missing battery cell can be connected by means of at least one bridging between the occupied connection contact and the auxiliary contact point and additionally each other missing battery cell can be connected by means of at least one electrical bridge between the auxiliary contact point, which is connected to the free connection point clock is assigned to the other missing battery cell. The placement of the bridges for bridging can preferably take place in a direction parallel to the electrical bridge for connecting the respective battery cells of the cell configuration to the respective connection contact.

Kurze Beschreibung der FigurenShort description of the characters

Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs, welches eine Batterie mit mehreren Batteriemodulen, deren Batteriezellen mittels der Batterieüberwachungseinrichtung überwacht werden, umfasst;
  • 2 zeigt ein schematisches, elektrisches Modell, wie die Batteriezellen in unterschiedliche Zellkonfigurationen mittels Batterieüberwachungseinrichtung zusammengeschaltet werden können;
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Batterie umfassend zwei Batteriemodule, deren Batteriezellen jeweils von der Batterieüberwachungseinrichtung überwacht werden; und
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung der Batterieüberwachungseinrichtung.
Preferred further embodiments of the invention are explained in more detail by the following description of the figures. Show:
  • 1 shows a schematic representation of a motor vehicle, which includes a battery with several battery modules, the battery cells of which are monitored by means of the battery monitoring device;
  • 2 shows a schematic, electrical model of how the battery cells can be interconnected into different cell configurations using a battery monitoring device;
  • 3 shows a schematic representation of an exemplary battery comprising two battery modules, the battery cells of which are each monitored by the battery monitoring device; and
  • 4 shows a schematic representation of a method for producing the battery monitoring device.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter AusführungsbeispieleDetailed description of preferred embodiments

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.Preferred exemplary embodiments are described below with reference to the figures. The same, similar or identical elements in the different figures are given identical reference numbers, and a repeated description of these elements is partly omitted in order to avoid redundancies.

In 1 ist schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 25 dargestellt, welches eine elektrische Batterie 24 umfasst. Die Batterie 24 kann hierbei zur Versorgung des Antriebs des Kraftfahrzeugs 25 mit elektrischer Energie dienen und/oder Komponenten des Kraftfahrzeugs 25 mit elektrischer Energie versorgen.In 1 is a schematic representation of a motor vehicle 25 shown, which includes an electric battery 24. The battery 24 can be used to supply the drive of the motor vehicle 25 with electrical energy and/or to supply components of the motor vehicle 25 with electrical energy.

Die Batterie 24 umfasst zumindest ein Batteriemodul 3, wobei in 1 beispielhaft zwei Batteriemodule 3 dargestellt sind. Eine Batterie 24 kann auch eine größere Anzahl an Batteriemodulen 3 umfassen. Jedes Batteriemodul 3 umfasst eine Anzahl an Batteriezellen 2, beispielsweise 14 oder 15 oder 16 Batteriezellen, die entsprechend des gewünschten Anwendungsszenarios dimensioniert und entsprechend miteinander verschaltet sind.The battery 24 includes at least one battery module 3, wherein in 1 For example, two battery modules 3 are shown. A battery 24 can also include a larger number of battery modules 3. Each battery module 3 includes a number of battery cells 2, for example 14 or 15 or 16 battery cells, which are dimensioned according to the desired application scenario and interconnected accordingly.

Die Batteriezellen 2 des Batteriemoduls 3 werden mittels einer Batterieüberwachungseinrichtung 1 beispielsweise bezüglich einer Zellspannung und/oder eines Zellstroms und/oder einer Betriebstemperatur durch entsprechende Messungen überwacht.The battery cells 2 of the battery module 3 are monitored by means of a battery monitoring device 1, for example with regard to a cell voltage and/or a cell current and/or an operating temperature through appropriate measurements.

Die in 1 gezeigte Batterie 24 umfasst zwei Batteriemodule 3, wobei jedes Batteriemodul 3 eine Batterieüberwachungseinrichtung 1 zur Überwachung der Batteriezellen 2 umfasst. Das linke Batteriemodul 3 in 1 umfasst beispielhaft 14 Batteriezellen 2 und das rechte Batteriemodul 3 beispielhaft 16 Batteriezellen 2. Die Batterieüberwachungseinrichtung 1 kann als ein Cell Measurement Board ausgebildet und/oder in beiden Batteriemodulen 3 baugleich sein.In the 1 Battery 24 shown comprises two battery modules 3, each battery module 3 comprising a battery monitoring device 1 for monitoring the battery cells 2. The left battery module 3 in 1 includes, for example, 14 battery cells 2 and the right battery module 3, for example, 16 battery cells 2. The battery monitoring device 1 can be designed as a cell measurement board and / or be identical in both battery modules 3.

Beispielsweise kann die Batterieüberwachungseinrichtung 1 dazu eingerichtet sein, dass 16 Batteriezellen 2 als eine maximale Anzahl an Batteriezellen 2 in einer ersten Zellkonfiguration 6 angeschlossen werden können. Dies ist im rechten Batteriezellenmodul 3 in 1 schematisch gezeigt. Dagegen sind im linken Batteriemodul in 1 beispielhaft 14 Batteriezellen als eine geringere Anzahl an Batteriezellen 2 an die Batterieüberwachungseinrichtung 1 in einer zweiten Zellkonfiguration 10 angeschlossen. Hierzu weist die zweite Zellkonfiguration 10 entsprechend zwei Positionen 9 für die jeweils gegenüber der ersten Zellkonfiguration 6 quasi „fehlenden“ Batteriezellen 2 auf, welche in der Batterieüberwachungseinrichtung 1 überbrückt werden müssen, um dennoch einen fehlerfreien Betrieb zu ermöglichen.For example, the battery monitoring device 1 can be set up so that 16 battery cells 2 can be connected as a maximum number of battery cells 2 in a first cell configuration 6. This is in the right battery cell module 3 in 1 shown schematically. On the other hand, there are in the left battery module 1 For example, 14 battery cells as a smaller number of battery cells 2 are connected to the battery monitoring device 1 in a second cell configuration 10. For this purpose, the second cell configuration 10 has correspondingly two positions 9 for the battery cells 2 that are virtually “missing” compared to the first cell configuration 6, which must be bridged in the battery monitoring device 1 in order to still enable error-free operation.

Um mit baugleichen Batterieüberwachungseinrichtungen 1 unterschiedliche oder variable Anzahlen an Batteriezellen 2 anschließen zu können, werden die hier dargestellten Herstellungsschritte beim Anschließen der Batteriezellen 2 an die Batterieüberwachungseinrichtung 1 vorgeschlagen. Insbesondere soll zum Überbrücken der „fehlenden“ Batteriezellen 2 gegenüber der maximalen Anzahl an Batteriezellen 2 nur ein unwesentlicher Aufwand getrieben werden. Dies wird in den folgenden Figuren genauer gezeigt werden.In order to be able to connect different or variable numbers of battery cells 2 with identical battery monitoring devices 1, the manufacturing steps shown here when connecting the battery cells 2 to the battery monitoring device 1 are suggested. In particular, only insignificant effort should be made to bridge the “missing” battery cells 2 compared to the maximum number of battery cells 2. This will be shown in more detail in the following figures.

2 zeigt zwei unterschiedliche, schematische, elektrische Schaltbilder zur Darstellung des Anschlusses unterschiedlicher Konfigurationen von Batteriezellen 2 an die Batterieüberwachungseinrichtung 1. Die Batteriezellen 2 sind jeweils in einer ersten Zellkonfiguration 6 (unten in der 2 dargestellt) und einer zweiten Zellkonfiguration 10 (oben in der 2 dargestellt) mit einmal 16 Batteriezellen 2 und einmal 14 Batteriezellen 2 an die Batterieüberwachungseinrichtung 1 angeschlossen. Die Batteriezellen 2 sind jeweils mit C1 bis C14 bzw. C16 durchnummeriert. 2 shows two different, schematic, electrical circuit diagrams to show the connection of different configurations of battery cells 2 to the battery monitoring device 1. The battery cells 2 are each in a first cell configuration 6 (bottom in the 2 shown) and a second cell configuration 10 (at the top of the 2 shown) with once 16 battery cells 2 and once 14 battery cells 2 to the battery monitoring device 1 connected. The battery cells 2 are each numbered C1 to C14 or C16.

Die einzelnen Batteriezellen 2 können, wie hier gezeigt, elektrisch in Reihe geschaltet sein. Alternativ können auch andere Schaltanordnungen, wie beispielsweise eine Parallelschaltung, vorgesehen sein. Die Batteriezellen 2 sind in beiden Zellkonfigurationen 6 und 10 jeweils über eine Hilfskontaktstelle 7 über eine elektrische Brücke 8 an die Anschlusskontakte 4 der Batterieüberwachungseinrichtung 1 angeschlossen. Beispielsweise kann jeweils ein Polanschluss 12 einer Batteriezelle 2 auf die Hilfskontaktstelle 7 gezogen sein und dann mittels der elektrischen Brücke 8 mit einem dafür vorgesehenen Anschlusskontakt 4 der Batterieüberwachungseinrichtung 1 elektrisch angeschlossen sein. Hierzu weist die Batterieüberwachungseinrichtung 1 eine gleichbleibende Anzahl an Anschlusskontakten 4 zum Anschluss einer maximalen Anzahl an Batteriezellen 2 in der ersten Zellkonfiguration 6 auf.The individual battery cells 2 can be electrically connected in series, as shown here. Alternatively, other switching arrangements, such as a parallel connection, can also be provided. The battery cells 2 are each connected in both cell configurations 6 and 10 via an auxiliary contact point 7 via an electrical bridge 8 to the connection contacts 4 of the battery monitoring device 1. For example, one pole connection 12 of a battery cell 2 can be pulled onto the auxiliary contact point 7 and then be electrically connected to a connection contact 4 of the battery monitoring device 1 provided for this purpose by means of the electrical bridge 8. For this purpose, the battery monitoring device 1 has a constant number of connection contacts 4 for connecting a maximum number of battery cells 2 in the first cell configuration 6.

Weiterhin kann die Batterieüberwachungseinrichtung 1 mit einem niedrigsten Potential 11 und einem höchsten Potential 15 der jeweiligen Zellkonfiguration 6 oder 10 mittels zumindest einer Versorgungsleitung 82 zur Versorgung der Batterieüberwachungseinrichtung 1 mit elektrischer Energie verbunden sein.Furthermore, the battery monitoring device 1 can be connected to a lowest potential 11 and a highest potential 15 of the respective cell configuration 6 or 10 by means of at least one supply line 82 for supplying the battery monitoring device 1 with electrical energy.

In der zweiten Zellkonfiguration 10, die mit 14 Batteriezellen eine um zwei geringere Anzahl an Batteriezellen gegenüber der ersten Zellkonfiguration 6 aufweist, fehlen entsprechend die Batteriezellen an den Positionen C15 und C16. Diese müssen für die Reihenschaltung überbrückt werden, wobei die Art und Weise des Überbrückens der Batteriezellen C15 und C16 gegenüber dem Anschließen der Batteriezellen C1 bis C14 jeweils mittels der elektrischen Brücke 8 nur unwesentlich verschieden sein soll. In der vorliegenden 2 wird dies mittels einer Überbrückung 80 erreicht, welche die jeweilige Hilfskontaktstelle 7 mit einem Anschlusskontakt 4 der Batterieüberwachungseinrichtung 1 überbrückt. So kann auf einfache Weise der Stromkreis geschlossen werden. Dabei kann die Überbrückung 80 mittels Bonding aufgebracht werden, so dass ein effizientes Schließen des Stromkreises erreicht werden kann, ohne dass aufwändige Steckverbindungen eingesetzt werden müssten.In the second cell configuration 10, which has 14 battery cells, which is two fewer battery cells than the first cell configuration 6, the battery cells at positions C15 and C16 are missing. These must be bridged for the series connection, whereby the way of bridging the battery cells C15 and C16 should only be slightly different than connecting the battery cells C1 to C14 using the electrical bridge 8. In the present one 2 This is achieved by means of a bridging 80, which bridges the respective auxiliary contact point 7 with a connection contact 4 of the battery monitoring device 1. This makes it easy to close the circuit. The bridging 80 can be applied by means of bonding, so that the circuit can be closed efficiently without having to use complex plug connections.

3 zeigt eine weitere schematische Darstellung einer beispielhaften Batterie 24, welche zwei Batteriemodule 3 in einer ersten Zellkonfiguration 6 mit 16 Batteriezellen 2 auf der rechten Seite und in einer zweiten Zellkonfiguration 10 mit 14 Batteriezellen 2 auf der linken Seite umfasst. Die beiden Batteriemodule 3 umfassen jeweils eine baugleiche Batterieüberwachungseinrichtung 1, wobei die Batterieüberwachungseinrichtung 1 Anschlusskontakte 4 zum Anschluss einer maximalen Anzahl an Batteriezellen 2 sowie Anschlusskontakte 4 für ein niedrigstes Potential 11 und einem höchsten Potential 15 für die Bereitstellung einer elektrischen Energieversorgung umfasst. 3 shows a further schematic representation of an exemplary battery 24, which includes two battery modules 3 in a first cell configuration 6 with 16 battery cells 2 on the right side and in a second cell configuration 10 with 14 battery cells 2 on the left side. The two battery modules 3 each include an identical battery monitoring device 1, the battery monitoring device 1 comprising connection contacts 4 for connecting a maximum number of battery cells 2 as well as connection contacts 4 for a lowest potential 11 and a highest potential 15 for providing an electrical energy supply.

Die Anschlusskontakte 4 sind auf jeder Batterieüberwachungseinrichtung von 0 bis 16 durchnummeriert. Der Anschlusskontakt 4 für das niedrigste Potential 11 ist mit „0“ bezeichnet. Weiterhin umfasst die Batterieüberwachungseinrichtung 1 einen Connector 22 zum Anschluss an eine Steuereinheit der Batterie 24 und/oder des Kraftfahrzeugs 25 (nicht dargestellt). Das Layout der Batterieüberwachungseinrichtung 1 ist zusammen mit den Anschlusskontakten 4 dazu eingerichtet, bei Kontaktierung mittels zumindest einer elektrischen Brücke 8 mit dem jeweiligen Anschlusskontakt 4 eine elektrische Zusammenschaltung der Batteriezellen 2, beispielsweise eine Reihenschaltung nach 2, bereitzustellen. Ergänzend oder alternativ kann auch eine Parallelschaltung der Batteriezellen 2 bereitgestellt werden.The connection contacts 4 are numbered from 0 to 16 on each battery monitoring device. The connection contact 4 for the lowest potential 11 is labeled “0”. Furthermore, the battery monitoring device 1 includes a connector 22 for connection to a control unit of the battery 24 and/or the motor vehicle 25 (not shown). The layout of the battery monitoring device 1, together with the connection contacts 4, is set up to provide an electrical interconnection of the battery cells 2, for example a series connection, when contacted by means of at least one electrical bridge 8 with the respective connection contact 4 2 , to provide. Additionally or alternatively, a parallel connection of the battery cells 2 can also be provided.

In der ersten Zellkonfiguration 6 kann eine maximale Anzahl an Batteriezellen 2, wie beispielsweise 16 Batteriezellen 2 auf der rechten Seite in 3, an die Batterieüberwachungseinrichtung 1 angeschlossen werden. Bei der maximalen Anzahl an Batteriezellen 2 bleiben hierzu keine offenen Positionen 9 von fehlenden Batteriezellen 2 wie in der zweiten Zellkonfiguration 10 auf der linken Seite in 3 frei. So kann die zweite Zellkonfiguration 10 eine geringere Anzahl als die maximale Anzahl an Batteriezellen 2 in der ersten Zellkonfiguration 6 aufweisen, wie beispielsweise 14 oder 15 Batteriezellen 2.In the first cell configuration 6, a maximum number of battery cells 2, such as 16 battery cells 2 on the right side in 3 , can be connected to the battery monitoring device 1. With the maximum number of battery cells 2, there are no open positions 9 of missing battery cells 2 as in the second cell configuration 10 on the left side 3 free. The second cell configuration 10 can thus have a smaller number than the maximum number of battery cells 2 in the first cell configuration 6, such as 14 or 15 battery cells 2.

Die zweite Zellkonfiguration 10 in 3 weist beispielsweise 14 Batteriezellen 2 auf, wobei insgesamt zwei Positionen 9 im Vergleich zur ersten Zellkonfiguration 6 frei bleiben. An den Positionen 9 sind jeweils keine Batteriezellen 2 vorhanden, welche mit dem freien Anschlusskontakt 20 elektrisch zu verbinden wären. Der jeweilige Anschlusskontakt 4 kann an der Position 9, wenn an der Position 9 keine Batteriezelle 2 in der jeweiligen Zellkonfiguration 6 und 10 angeordnet ist, als freier Anschlusskontakt 20 unbelegt bleiben. Für eine Beschaltung der Batterieüberwachungseinrichtung 1 in der zweiten Zellkonfiguration 10 müssen die Positionen 9 jeweils elektrisch überbrückt werden. In 3 sind auf der linken Seite jeweils die Positionen 9 an den Anschlusskontakten 4 mit der Nummer 14 und 15 zu überbrücken. Die Batteriezellen 2 können über die Anschlusskontakte 4 seriell oder parallel verschaltet sein.The second cell configuration 10 in 3 has, for example, 14 battery cells 2, with a total of two positions 9 remaining free compared to the first cell configuration 6. There are no battery cells 2 at positions 9 that could be electrically connected to the free connection contact 20. The respective connection contact 4 can remain unused as a free connection contact 20 at position 9 if no battery cell 2 is arranged in the respective cell configuration 6 and 10 at position 9. To connect the battery monitoring device 1 in the second cell configuration 10, the positions 9 must each be electrically bridged. In 3 Positions 9 on the connection contacts 4 with the numbers 14 and 15 must be bridged on the left side. The battery cells 2 can be connected in series or in parallel via the connection contacts 4.

Der freie Anschlusskontakt 20 an der Position 9 ist also in analoger Weise in einer Richtung parallel zu der Richtung der elektrischen Brücken 8 der übrigen Batteriezellen 2 zu überbrücken. Dies kann mittels einer Hilfskontaktstelle 7 erfolgen, welche mit dem jeweiligen freien Anschlusskontakt 20 mittels einer elektrischen Verbindung 23 elektrisch verbunden ist. Beispielsweise kann dies mittels eines entsprechenden Routings im Layout in der Batterieüberwachungseinrichtung 1 vorgesehen sein. Die Hilfskontaktstelle 7 kann zum Überbrücken mittels zumindest einer Überbrückung 80 mit einem belegten Anschlusskontakt 5 verbunden werden, während der freie Anschlusskontakt 20 an der Position 9 der fehlenden Batteriezelle 2 frei bleibt. Durch die Anordnung der Hilfskontaktstelle 7 bezüglich des belegten Anschlusskontaktes 5 und/oder der jeweiligen Hilfskontaktstellen 7 zueinander im Layout der Batterieüberwachungseinrichtung 1 kann die zumindest eine Überbrückung 80 zum Überbrücken in einer Richtung parallel zu den elektrischen Brücken 8 zum Anschließen der Batteriezellen 2 an die Anschlusskontakte 4 gesetzt werden.The free connection contact 20 at position 9 must therefore be bridged in an analogous manner in a direction parallel to the direction of the electrical bridges 8 of the remaining battery cells 2. This can be done by means of an auxiliary contact point 7, which is electrically connected to the respective free connection contact 20 by means of an electrical connection 23. For example, this can be provided by means of a corresponding routing in the layout in the battery monitoring device 1. The auxiliary contact point 7 can be connected to an occupied connection contact 5 for bridging by means of at least one bridging 80, while the free connection contact 20 remains free at position 9 of the missing battery cell 2. By arranging the auxiliary contact point 7 with respect to the occupied connection contact 5 and/or the respective auxiliary contact points 7 relative to one another in the layout of the battery monitoring device 1, the at least one bridging 80 can be used for bridging in a direction parallel to the electrical bridges 8 for connecting the battery cells 2 to the connection contacts 4 be set.

Die Hilfskontaktstelle 7 kann im Layout der Batterieüberwachungseinrichtung 1 vom freien Anschlusskontakt 20 versetzt oder an in der Nähe eines belegten Anschlusskontaktes 5, welcher zum freien Anschlusskontakt 20 benachbart, wie beispielsweise der Anschlusskontakt 4 mit der Nummer 14, oder dem freien Anschlusskontakt 20 gegenüber liegend ist, wie beispielsweise der Anschlusskontakt 4 mit der Nummer 15, angeordnet sein. Hierzu kann die Hilfskontaktstelle 7 zusammen mit dem freien Anschlusskontakt 20 und/oder mit einem belegten Anschlusskontakt 5 im Wesentlichen in einer Flucht 21 angeordnet sein. Ergänzend oder alternativ können die Hilfskontaktstellen 7 zueinander in einer Flucht 21 angeordnet sein. Der Korridor für die Flucht 21 ist in 3 schematisch dargestellt und kann derart dimensioniert sein, dass eine elektrische Verbindung zwischen der Hilfskontaktstelle 7 und dem belegten Anschlusskontakt 5 mittels der elektrischen Brücke 8 im Wesentlichen parallel zu der Richtung der übrigen elektrischen Brücken 8 zum Anschluss der Batteriezellen 2 bereitgestellt werden kann. Ergänzend oder alternativ kann der belegte Anschlusskontakt 5, wie beispielsweise der Anschlusskontakt 4 mit der Nummer 16 mit dem freien Anschlusskontakt 20, wie beispielsweise der Anschlusskontakt 4 mit der Nummer 14, mittels der Überbrückung 80 elektrisch verbunden sein.The auxiliary contact point 7 can be offset from the free connection contact 20 in the layout of the battery monitoring device 1 or in the vicinity of an occupied connection contact 5, which is adjacent to the free connection contact 20, such as the connection contact 4 with the number 14, or is opposite the free connection contact 20, such as the connection contact 4 with the number 15. For this purpose, the auxiliary contact point 7 can be arranged essentially in an alignment 21 together with the free connection contact 20 and/or with an occupied connection contact 5. Additionally or alternatively, the auxiliary contact points 7 can be arranged in alignment 21 with one another. The corridor for escape 21 is in 3 shown schematically and can be dimensioned such that an electrical connection between the auxiliary contact point 7 and the occupied connection contact 5 can be provided by means of the electrical bridge 8 substantially parallel to the direction of the remaining electrical bridges 8 for connecting the battery cells 2. Additionally or alternatively, the occupied connection contact 5, such as the connection contact 4 with the number 16, can be electrically connected to the free connection contact 20, such as the connection contact 4 with the number 14, by means of the bridging 80.

In einer Flucht 21 liegend kann bedeuten, dass die Hilfskontaktstellen 7 zueinander und ergänzend der belegte Anschlusskontakt 5 in dem besagten Korridor im Wesentlichen in einer Reihe angeordnet sind. Im Wesentlichen parallel kann insbesondere bedeuten, dass beim Bereitstellen der Überbrückung 80 zum Überbrücken mittels mikroelektronischem Bonden, eine Richtung zum üblichen Anschließen der Batteriezellen 2 an die Batterieüberwachungseinrichtung 1 nicht geändert werden muss. Beispielsweise kann eine Richtung der Überbrückung 80 zum Überbrücken auch in einem spitzen Winkel bezüglich einer Richtung der elektrischen Brücken 8 zum Anschließen der Batteriezellen 2 verlaufen.Lying in alignment 21 can mean that the auxiliary contact points 7 are arranged relative to one another and, in addition, the occupied connection contact 5 in the said corridor essentially in a row. Substantially parallel can mean in particular that when providing the bridging 80 for bridging by means of microelectronic bonding, a direction for the usual connection of the battery cells 2 to the battery monitoring device 1 does not have to be changed. For example, a direction of the bridging 80 for bridging can also run at an acute angle with respect to a direction of the electrical bridges 8 for connecting the battery cells 2.

Das mikroelektronische Bonden kann beispielsweise mittels Drahtbonden (Wire Bonding) oder Bändchenbonden (Ribbon Bonding) bereitgestellt sein.The microelectronic bonding can be provided, for example, by means of wire bonding or ribbon bonding.

Ergänzend oder alternativ kann die Position 9 der fehlenden Batteriezelle 2 am Anschlusskontakt 4 mit der Nummer 14 neben dem belegten Anschlusskontakt 5 überbrückt werden, indem eine Überbrückung 80 zwischen den Hilfskontaktstellen 7 mit der Nummer 14 und 15 positioniert ist und diese elektrisch überbrückt. Wenn also nur eine Position 9 zu überbrücken ist, kann beispielsweise eine Überbrückung 80 zwischen der Hilfskontaktstelle 7 und dem belegten Anschlusskontakt 5 vorgesehen sein und wenn zwei Positionen 9 zu überbrücken sind, kann eine zusätzliche Überbrückung 80 zwischen den jeweiligen Hilfskontaktstellen 7 vorgesehen sein. So ist es beispielsweise möglich, einerseits 14 oder 15 Batteriezellen 2 an eine Batterieüberwachungseinrichtung 1 anzuschließen, welche zum Anschluss von maximal 16 Batteriezellen 2 ausgelegt ist, wobei das Prozedere zum Bereitstellen der elektrischen Brücken 8 zum Überbrücken der Positionen 9 der fehlenden Batteriezelle 2 ähnlich dem Prozedere zum Anschließen der Batteriezellen 2 an die Batterieüberwachungseinrichtung 1 ist.Additionally or alternatively, the position 9 of the missing battery cell 2 on the connection contact 4 with the number 14 next to the occupied connection contact 5 can be bridged by positioning a bridging 80 between the auxiliary contact points 7 with the numbers 14 and 15 and bridging them electrically. So if only one position 9 is to be bridged, for example a bridging 80 can be provided between the auxiliary contact point 7 and the occupied connection contact 5 and if two positions 9 are to be bridged, an additional bridging 80 can be provided between the respective auxiliary contact points 7. For example, it is possible, on the one hand, to connect 14 or 15 battery cells 2 to a battery monitoring device 1, which is designed to connect a maximum of 16 battery cells 2, the procedure for providing the electrical bridges 8 for bridging the positions 9 of the missing battery cell 2 being similar to the procedure for connecting the battery cells 2 to the battery monitoring device 1.

In 3 ist der belegte Anschlusskontakt 5 der Anschlusskontakt 4, an welchem gleichzeitig an das höchste Potential 15 für die Energieversorgung der Batterieüberwachungseinrichtung 1 angeschlossen ist. Dies hat den Vorteil, dass das Überbrücken in einem Bereich an einem ersten Ende 18 der Batterieüberwachungseinrichtung 1 erfolgt. Hierdurch kann der abweichende Schritt zum Überbrücken von Positionen 9 von fehlenden Batteriezellen in einer Zellkonfiguration 6 oder 10 stets an derselben Stelle bei baugleichen Batterieüberwachungseinrichtungen 1 standardisiert erfolgen, bei welchen die Batteriemodule 3 beginnend an einem Anschlusskontakt 4 für das niedrigste Potential 11 mit Batteriezellen 2 bis zum höchsten Potential 15 aufsteigend aufgefüllt werden. Der Anschlusskontakt 4 für das niedrigste Potential 11 für die Energieversorgung der Batterieüberwachungseinrichtung 1 kann am dem ersten Ende 18 gegenüberliegenden zweiten Ende 19 liegen. Die einzelnen Batteriemodule 3 können in der Batterie 24 insbesondere miteinander in Reihe und/oder parallel geschaltet sein.In 3 The occupied connection contact 5 is the connection contact 4, which is simultaneously connected to the highest potential 15 for the energy supply of the battery monitoring device 1. This has the advantage that the bridging takes place in an area at a first end 18 of the battery monitoring device 1. As a result, the different step for bridging positions 9 of missing battery cells in a cell configuration 6 or 10 can always be carried out in a standardized manner at the same point in identical battery monitoring devices 1, in which the battery modules 3 start at a connection contact 4 for the lowest potential 11 with battery cells 2 up to highest potential 15 to be filled in ascending order. The connection contact 4 for the lowest potential 11 for supplying energy to the battery monitoring device 1 can be located at the second end 19 opposite the first end 18. The individual battery modules 3 can in particular be connected in series and/or parallel with one another in the battery 24.

4 zeigt ein Verfahren zum Anschließen zumindest einer Batteriezelle 2 einer ersten Zellkonfiguration 6 an eine Batterieüberwachungseinrichtung 1 zum Bereitstellen einer Batterie 24, bevorzugt für ein Kraftfahrzeug 25. 4 shows a method for connecting at least one battery cell 2 of a first cell configuration 6 to a battery monitoring device 1 for providing a battery 24, preferably for a motor vehicle 25.

In einem ersten Schritt S1 wird eine Anzahl von Batteriezellen 2 in zumindest eine Zellkonfiguration 6 oder 10, welche jeweils kleiner oder gleich einer maximalen Anzahl an Batteriezellen 2 ist, die mit der Batterieüberwachungseinrichtung 1 elektrisch verbunden werden können, angeordnet und/oder aufgeteilt. Zum Beispiel sollen 48 Batteriezellen 2 für eine Batterie 24 in Reihe geschaltet werden können, wobei an die Batterieüberwachungseinrichtung 1 maximal 16 Batteriezellen 2 angeschlossen werden können. Diese 48 Batteriezellen 2 können also in 3 Batteriemodule 3 umfassend jeweils 16 Batteriezellen 2, welche mit einer Batterieüberwachungseinrichtung 1 elektrisch verbunden sind, aufgeteilt werden. Wenn dagegen 46 Batteriezellen 2 seriell zu einer Batterie 24 zusammengeschaltet werden sollen, so müssen die besagten 46 Batteriezellen 2 zunächst in Gruppen mit zweimal 16 Batteriezellen 2 und einmal 14 Batteriezellen 2 aufgeteilt und in jeweils zwei Zellkonfigurationen 6 und 10, also in zwei Batteriemodule 3 in der ersten Zellkonfigurationen 6 umfassend jeweils 16 Batteriezellen 2 und in ein Batteriemodul 3 in einer zweiten Zellkonfiguration 10 umfassend 14 Batteriezellen angeordnet werden. Alternativ können die 46 Batteriezellen in zwei Batteriemodule 3 umfassend jeweils 15 Batteriezellen 2 und in ein Batteriemodul 3 umfassend 16 Batteriezellen 2 aufgeteilt werden. Die Batterie 24 kann dann aus den einzelnen Batteriemodulen 3 zusammengesetzt sein.In a first step S1, a number of battery cells 2 are arranged and/or divided into at least one cell configuration 6 or 10, each of which is smaller than or equal to a maximum number of battery cells 2 that can be electrically connected to the battery monitoring device 1. For example, 48 battery cells 2 should be able to be connected in series for a battery 24, with a maximum of 16 battery cells 2 being able to be connected to the battery monitoring device 1. These 48 battery cells 2 can therefore be divided into 3 battery modules 3, each comprising 16 battery cells 2, which are electrically connected to a battery monitoring device 1. If, on the other hand, 46 battery cells 2 are to be connected in series to form a battery 24, the said 46 battery cells 2 must first be divided into groups with two times 16 battery cells 2 and once 14 battery cells 2 and into two cell configurations 6 and 10, i.e. into two battery modules 3 in of the first cell configurations 6 each comprising 16 battery cells 2 and in a battery module 3 in a second cell configuration 10 comprising 14 battery cells. Alternatively, the 46 battery cells can be divided into two battery modules 3 each comprising 15 battery cells 2 and into one battery module 3 comprising 16 battery cells 2. The battery 24 can then be composed of the individual battery modules 3.

Hierzu wird in einem zweiten Schritt S2 jede Batteriezelle 2 in der jeweiligen Zellkonfiguration 6 und 10 mit einem Anschlusskontakt 4 der Batterieüberwachungseinrichtung 1 mittels einer elektrischen Brücke 8 elektrisch verbunden. Dies kann beispielsweise mittels mikroelektronischem Bonden erfolgen. Dabei soll das Spannen eines mikroelektronischen Bonds zum Überbrücken einer fehlenden Batteriezelle 2 in derselben Richtung erfolgen wie das Spannen eines Bonds zum Anschließen der Batteriezelle 2.For this purpose, in a second step S2, each battery cell 2 in the respective cell configuration 6 and 10 is electrically connected to a connection contact 4 of the battery monitoring device 1 by means of an electrical bridge 8. This can be done, for example, using microelectronic bonding. The tensioning of a microelectronic bond to bridge a missing battery cell 2 should take place in the same direction as the tensioning of a bond to connect the battery cell 2.

Hierzu wird in einem dritten Schritt S3, die Position 9 zumindest einer fehlenden Batteriezelle 2 an einem freien Anschlusskontakt 20 mittels Platzierung zumindest einer Überbrückung 80 zwischen einem belegten Anschlusskontakt 5 und einer Hilfskontaktstelle 7, welche jeweils mit dem jeweiligen freien Anschlusskontakt 20 elektrisch verbunden ist, überbrückt, wenn die Anzahl der Batteriezellen 2 in der Zellkonfiguration 6 oder 10 kleiner ist als die maximale Anzahl der Batteriezellen 2, die mit der Batterieüberwachungseinrichtung 1 verbunden werden können. Ergänzend oder alternativ werden die jeweiligen Hilfskontaktstellen 7 mittels der Überbrückungen 80 elektrisch miteinander verbunden, bevorzugt zum Überbrücken der Positionen von zumindest zwei fehlenden Batteriezellen 2. Die Platzierung der Überbrückungen 80 zum Überbrücken erfolgt bevorzugt in einer Richtung, die im Wesentlichen parallel zu der Richtung der elektrischen Brücke 8 zum Anschluss der jeweiligen Batteriezellen 2 an den jeweiligen Anschlusskontakt 4 ist.For this purpose, in a third step S3, the position 9 of at least one missing battery cell 2 on a free connection contact 20 is bridged by placing at least one bridge 80 between an occupied connection contact 5 and an auxiliary contact point 7, which is each electrically connected to the respective free connection contact 20 , if the number of battery cells 2 in the cell configuration 6 or 10 is smaller than the maximum number of battery cells 2 that can be connected to the battery monitoring device 1. Additionally or alternatively, the respective auxiliary contact points 7 are electrically connected to one another by means of the bridging devices 80, preferably for bridging the positions of at least two missing battery cells 2. The bridging devices 80 are preferably placed for bridging in a direction that is essentially parallel to the direction of the electrical Bridge 8 for connecting the respective battery cells 2 to the respective connection contact 4.

Insgesamt zeigt das Beispiel, wie eine individuelle Einstellung der Zellkonfiguration mittels Wirebonding/Ribbonbonding auf der Zellmessplatine eines Batteriemanagementsystems (BMS) bereitgestellt werden kann.Overall, the example shows how an individual setting of the cell configuration can be provided using wire bonding/ribbon bonding on the cell measurement board of a battery management system (BMS).

Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.To the extent applicable, all individual features shown in the exemplary embodiments can be combined and/or exchanged with one another without departing from the scope of the invention.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
BatterieüberwachungseinrichtungBattery monitoring device
22
BatteriezelleBattery cell
33
BatteriemodulBattery module
44
AnschlusskontaktConnection contact
55
belegter Anschlusskontaktoccupied connection contact
66
erste Zellkonfigurationfirst cell configuration
77
HilfskontaktstelleAuxiliary contact point
88th
elektrische Brückeelectrical bridge
99
Positionposition
1010
zweite Zellkonfigurationsecond cell configuration
1111
niedrigstes Potentiallowest potential
1212
PolanschlussPole connection
1313
erste Batteriezellefirst battery cell
1515
höchstes Potentialhighest potential
1616
GegenpolanschlussOpposite polarity connection
1717
zweite Batteriezellesecond battery cell
1818
erstes Endefirst ending
1919
zweites Endesecond ending
2020
freier Anschlusskontaktfree connection contact
2121
FluchtEscape
2222
ConnectorConnector
2323
elektrische Verbindungelectrical connection
2424
Batteriebattery
2525
Kraftfahrzeugmotor vehicle
8080
ÜberbrückungBridging
8282
Versorgungsleitungsupply line
S1S1
erster Schrittfirst step
S2S2
zweiter Schrittsecond step
S3S3
dritter SchrittThird step

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 20120286794 A1 [0004]US 20120286794 A1 [0004]
  • DE 102019103277 A1 [0005]DE 102019103277 A1 [0005]
  • DE 102019112782 A1 [0006]DE 102019112782 A1 [0006]

Claims (11)

Batterieüberwachungseinrichtung (1) zur Überwachung des Betriebszustands von Batteriezellen (2) eines Batteriemoduls (3) für ein Kraftfahrzeug (25), umfassend Anschlusskontakte (4) zum Anschließen jeweils einer Batteriezelle (2) einer maximalen Anzahl an Batteriezellen (2) in einer ersten Zellkonfiguration (6), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Anschlusskontakte (4) eine elektrisch mit diesem verbundene Hilfskontaktstelle (7) aufweist, die dazu eingerichtet ist, durch Platzierung einer Überbrückung (8) zwischen einem belegten Anschlusskontakt (5) und der Hilfskontaktstelle (7) alternativ eine zweite Zellkonfiguration (10) mit einer geringeren Anzahl als der maximalen Anzahl an Batteriezellen (2) anzuschließen.Battery monitoring device (1) for monitoring the operating state of battery cells (2) of a battery module (3) for a motor vehicle (25), comprising connection contacts (4) for connecting one battery cell (2) of a maximum number of battery cells (2) in a first cell configuration (6), characterized in that at least one of the connection contacts (4) has an auxiliary contact point (7) electrically connected to it, which is designed to be connected by placing a bridge (8) between an occupied connection contact (5) and the auxiliary contact point (7 ) alternatively connect a second cell configuration (10) with a smaller number than the maximum number of battery cells (2). Batterieüberwachungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Überbrückung (80) mittels mikroelektronischem Bonden platziert ist, beispielsweise mittels Drahtbonden oder Bändchenbonden.Battery monitoring device (1). Claim 1 , wherein the bridging (80) is placed by means of microelectronic bonding, for example by means of wire bonding or ribbon bonding. Batterieüberwachungseinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei mittels der Platzierung der Überbrückung (80) zwischen dem belegten Anschlusskontakt (5) und der Hilfskontaktstelle (7) zumindest die Position (9) einer Batteriezelle (2), insbesondere die Position einer in der Zellkonfiguration (6, 10) nicht vorgesehene Batteriezelle (2), überbrückt ist.Battery monitoring device (1). Claim 1 or 2 , wherein by placing the bridging (80) between the occupied connection contact (5) and the auxiliary contact point (7), at least the position (9) of a battery cell (2), in particular the position of a battery cell not provided in the cell configuration (6, 10). (2), is bridged. Batterieüberwachungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an dem belegten Anschlusskontakt (5) ein niedrigstes Potential (11), beispielsweise ein Polanschluss (12) einer ersten Batteriezelle (13) oder ein höchstes Potential (15), beispielsweise ein Gegenpolanschluss (16) einerzweiten Batteriezelle (17), der jeweiligen Zellkonfiguration (6, 10) angeschlossen ist.Battery monitoring device (1) according to one of the preceding claims, wherein at the occupied connection contact (5) there is a lowest potential (11), for example a pole connection (12) of a first battery cell (13) or a highest potential (15), for example an opposite pole connection (16 ) a second battery cell (17) is connected to the respective cell configuration (6, 10). Batterieüberwachungseinrichtung (1) nach Anspruch 4, wobei der Anschlusskontakt (4) für die Batteriezelle (2) mit dem höchsten Potential (15) der jeweiligen Zellkonfiguration (6, 10) an einem ersten Ende (18), und der Anschlusskontakt (4) für die Batteriezelle (2) mit dem niedrigsten Potential (11) der Zellkonfiguration (6, 10) an einem zweiten Ende (19) der Batterieüberwachungseinrichtung (1) angeordnet sind.Battery monitoring device (1). Claim 4 , wherein the connection contact (4) for the battery cell (2) with the highest potential (15) of the respective cell configuration (6, 10) at a first end (18), and the connection contact (4) for the battery cell (2) with the lowest potential (11) of the cell configuration (6, 10) are arranged at a second end (19) of the battery monitoring device (1). Batterieüberwachungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hilfskontaktstelle (7) bezüglich des belegten Anschlusskontakts (5), beispielsweise ein zu einem freien Anschlusskontakt (20) benachbarter Anschlusskontakt (5), in einer Flucht (21) angeordnet ist, bevorzugt in einer Flucht (21) bezüglich des Anschlusskontakts (4) für die Batteriezelle (2) mit dem höchsten (15) und/oder dem niedrigsten Potential (11) der Zellkonfiguration (6, 10).Battery monitoring device (1) according to one of the preceding claims, wherein the auxiliary contact point (7) is arranged in an alignment (21) with respect to the occupied connection contact (5), for example a connection contact (5) adjacent to a free connection contact (20), preferably in an escape (21) with respect to the connection contact (4) for the battery cell (2) with the highest (15) and/or the lowest potential (11) of the cell configuration (6, 10). Batterieüberwachungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens zwei Hilfskontaktstellen (7) vorgesehen sind, die zueinander in einer Flucht (21), bevorzugt in einer Richtung parallel zu der elektrischen Brücke (8) zum Anschluss der jeweiligen Batteriezellen (2) der Zellkonfiguration (6, 10) an den jeweiligen Anschlusskontakt (4), angeordnet sind.Battery monitoring device (1) according to one of the preceding claims, wherein at least two auxiliary contact points (7) are provided, which are in alignment (21) with one another, preferably in a direction parallel to the electrical bridge (8) for connecting the respective battery cells (2). Cell configuration (6, 10) are arranged on the respective connection contact (4). Batterieüberwachungseinrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Überbrückung (80) anstelle zwischen einer Hilfskontaktstelle (7) und dem belegten Anschlusskontakt (5) alternativ zwischen zwei Hilfskontaktstellen (7) angeordnet ist.Battery monitoring device (1) according to one of the preceding claims, wherein the bridging (80) is alternatively arranged between two auxiliary contact points (7) instead of between an auxiliary contact point (7) and the occupied connection contact (5). Batterie (24), insbesondere ein Batteriemodul (3), umfassend zumindest eine Batterieüberwachungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.Battery (24), in particular a battery module (3), comprising at least one battery monitoring device (1) according to one of Claims 1 until 8th . Kraftfahrzeug (25) umfassend eine Batterie (24) oder ein Batteriemodul (3) nach Anspruch 9.Motor vehicle (25) comprising a battery (24) or a battery module (3). Claim 9 . Verfahren zum Anschließen zumindest einer Batteriezelle (2) einer ersten Zellkonfiguration (6) an eine Batterieüberwachungseinrichtung (1), bevorzugt nach einem der Ansprüche 1 bis 8, zum Bereitstellen einer Batterie (24), bevorzugt für ein Kraftfahrzeug (25), umfassend die Schritte: - Anordnen und/oder Aufteilen einer Anzahl von Batteriezellen (2) in zumindest eine Zellkonfiguration (6, 10), wobei die Anzahl der Batteriezellen der Zellkonfiguration (6, 10) jeweils kleiner oder gleich einer maximalen Anzahl an Batteriezellen (2) ist, die mit der Batterieüberwachungseinrichtung (1) elektrisch verbunden werden können, - elektrisches Verbinden jeder Batteriezelle (2) der Zellkonfiguration (6, 10) mit einem Anschlusskontakt (4) der Batterieüberwachungseinrichtung (1), - wenn die Anzahl der Batteriezellen (2) in der Zellkonfiguration (6, 10) kleiner ist als die maximale Anzahl der Batteriezellen (2), die mit der Batterieüberwachungseinrichtung (1) verbunden werden können, Überbrücken der Position (9) zumindest einer fehlenden Batteriezelle (2) an einem freien Anschlusskontakt (20) mittels Platzierung zumindest einer Überbrückung (80) zwischen einem belegten Anschlusskontakt (5) und einer Hilfskontaktstelle (7), welche mit dem jeweiligen freien Anschlusskontakt (20) elektrisch verbunden ist, und/oder zwischen entsprechenden Hilfskontaktstellen (7), wobei die Überbrückung (80) jeweils zueinander in einer Flucht (21), bevorzugt in einer Richtung parallel zu der elektrischen Brücke (8) zum Anschluss der jeweiligen Batteriezellen (2) der Zellkonfiguration (6, 10) an den jeweiligen Anschlusskontakt (4), platziert wird.Method for connecting at least one battery cell (2) of a first cell configuration (6) to a battery monitoring device (1), preferably according to one of Claims 1 until 8th , for providing a battery (24), preferably for a motor vehicle (25), comprising the steps: - Arranging and / or dividing a number of battery cells (2) into at least one cell configuration (6, 10), the number of battery cells being Cell configuration (6, 10) is each smaller or equal to a maximum number of battery cells (2) that can be electrically connected to the battery monitoring device (1), - electrically connecting each battery cell (2) of the cell configuration (6, 10) to a connection contact (4) the battery monitoring device (1), - if the number of battery cells (2) in the cell configuration (6, 10) is smaller than the maximum number of battery cells (2) that can be connected to the battery monitoring device (1), bridging the position (9) of at least one missing battery cell (2) on a free connection contact (20) by placing at least one bridge (80) between an occupied connection contact (5) and an auxiliary contact point (7), which is connected to the respective free connection contact (20). is electrically connected, and / or between corresponding auxiliary contact points (7), the bridging (80) being aligned with each other (21), preferably in a direction parallel to the electrical bridge (8) for connecting the respective battery cells (2). Cell configuration (6, 10) is placed on the respective connection contact (4).
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